Разработка научно-обоснованной технологии возделывания озимой ржи и картофеля в полевом севообороте в условиях хозяйства КФК 'Широбоков Н.Е.' Шарканского района Удмуртской Республики

Разработка научно-обоснованной технологии возделывания озимой ржи и картофеля в полевом севообороте в условиях хозяйства КФК 'Широбоков Н.Е.' Шарканского района Удмуртской Республики

Введение

Данный курсовой проект представляет собой разработку комплекса технологических приемов возделывания озимой ржи и картофеля для получения высоких запрограммированных урожаев в хозяйстве КФХ «Широбоков Н.Е.» Шарканского района Удмуртской Республики.

Озимая рожь имеет большое значение в народном хозяйстве России как продовольственная и кормовая культура. В питании населения она занимает второе место после пшеницы. Ржаной хлеб - ценный пищевой продукт, обладающий высокими вкусовыми качествами. Он содержит полноценные белки и витамины (A, B₁, B₂, PP и E), необходимые человеку.

В зерне содержится от 9,2 до 17% белка, в зависимости от условий выращивания и сорта.

В районах Нечернозёмной зоны и других регионах озимую рожь возделывают в качестве зелёной подкормки животным.

Ржаная солома идёт главным образом на подстилку скоту, в запаренном виде употребляется как грубый корм. Солома и мякина могут быть использованы как примесь при согласовании кормовой свеклы, редьки, турнепса и других растений.

Картофель принадлежит к числу важнейших сельскохозяйственных культур. В мировом производстве продукции растениеводства он занимает одно из первых мест наряду с рисом, пшеницей и кукурузой. Клубни картофеля содержат около 25% сухих веществ, в том числе 14-22% крахмала, 14-30% белков, около 1% клетчатки, 0,2-0,3% жира и 0,8-1,0% зольных веществ. Картофель богат витаминами С, В₁, В₂, В₆, РР и минеральными веществами.

Картофель - культура разностороннего использования. Благодаря содержанию в клубнях крахмала, белка высокого качества и витаминов он является исключительно важным продуктом питания человека.

Клубни картофеля служат сырьем для спиртовой, крахмало-паточной, декстриновой, глюкозной, каучуковой и других отраслей промышленности. Крахмал, получаемый из картофеля, незаменимый продукт в пищевой, текстильной и бумажной промышленности.

Картофель - хороший корм для скота. По переваримости органического вещества (83-97%) картофель, как и кормовые корнеплоды, стоит на первом месте среди растительных кормов. На корм используют клубни в сыром и запаренном виде, засилосованную ботву. Продукт переработки картофеля (мезга и барда) - также прекрасный корм для животных.

За счет разностороннего использования и большого спроса на рынке, площади под посадками картофеля постоянно растут. В 2009 г. по России картофель занимал 2069 тыс. га пашни, в том числе по Удмуртии 4103 га.

1.     
Общие сведения о хозяйстве

КФХ «Широбоков Н.Е.» Шарканского района Удмуртской Республики расположен в юго-западной части Шарканского района, в 25 километрах от районного центра с. Шаркан в 55 км от г. Воткинска - пункта сдачи сельскохозяйственной продукции и ближайшей железнодорожной станции, в 100 км от республиканского центра - г. Ижевска.

Основным направлением производственной деятельности является растениеводство.

Таблица 1 - Состав и структура земельных угодий

Из приведённых таблиц можно сделать следующие выводы. Распаханность территории хозяйства высокая 89,7%. Удельный вес пашни в сельскохозяйственных угодьях составляет 90,6%, 9,4% занимают многолетние травы. Облесенность территории хозяйства небольшая - 0,3%. Леса и кустарники в основном располагаются по днищам и склонам, а так же по пойме реки Согуртэр, которые имеют почвозащитное и водоохранное значение. В структуре посевных площадей значительные площади заняты ячменём, пшеницей и картофелем.

1.1   
Почвы и их агрохимическая характеристика

севооборот зерно урожайность почва

Землепользование хозяйства расположено на границе северо-западного агроклиматического района республики. Значительная изрезанность землепользования хозяйства, слабая водопроницаемость способствует развитию процессов водной эрозии пахотной почвы. Наиболее распространенными в хозяйстве являются дерново-подзолистые почвы - 93,2%, от всей площади хозяйства. Из них дерново-среднеподзолистых - 89,7%, дерново-слабоподзолистых - 3,5%. Далее по распространению серые лесные - 6,4%. Другие почвы занимают - 2,8%. Так же есть суглинистые почвы, супесчаные почвы и песчаные почвы.

Ввиду разнообразия почвообразующих пород сформировались почвы различного механического состава от глинистого до супесчаного. Залегая по склонам водоразделов, почвы хозяйства в той или иной степени подвержены эрозии.

Почвы хозяйства мало содержат гумуса, средне обеспечены калием и фосфором и обладают низким естественным плодородием, имеют кислую реакцию среды. Для повышения плодородия почв хозяйства необходимо проводить фосфоритование, известкование, мелиоративное улучшение, вносить повышенные дозы органических и минеральных удобрений.

Паспорт поля

Республика Удмуртская

Район Шарканский

Хозяйство КФХ «Широбоков Н.Е.»

Севооборот полевой Полей 6 Площадь 372 га

Название почвы дерново-подзолистая

Гранулометрический состав средний суглинок

Пахотный слой, см 20-22

Предшественник клевер

Возделываемая культура озимая рожь

Планируемая урожайность ц/га

Агрохимическая характеристика почвы

Паспорт поля

Республика Удмуртская

Район Шарканский

Хозяйство КФХ «Широбоков Н.Е.»

Севооборот полевой Полей 6 Площадь 372 га

Название почвы дерново-подзолистая

Гранулометрический состав средний суглинок

Пахотный слой, см 20-22

Предшественник озимая рожь

Возделываемая культура картофель

Планируемая урожайность ц/га

Агрохимическая характеристика почвы

1.2    Климатические условия

По климатическим условиям землепользование хозяйства расположено на границе северного и южного агроклиматических районов УР и относится умеренно влажному району республики, в чем можно убедиться из нижеприведенных таблиц 2 и 3.

Таблица 2 - Среднемесячная температура воздуха и сумма осадков по Воткинской метеостанции

Таблица 3 - Продолжительность и теплообеспеченность вегетационного периода

Безморозный период по продолжительности близок к периоду активной вегетации и составляет в среднем 114-122 дня. Срок первых осенних заморозков отмечается 16-20 сентября, последних весенних - 21-23 мая.

Устойчивый снежный покров образуется в среднем 8-12 ноября. Но за последние годы из-за частых перепад температур эта дата может быть смещена, вплоть до декабря. Снежный покров является одним из важнейших факторов, определяющих условия перезимовки озимых посевов, многолетних трав и весенние запасы влаги в почве. Весенние полевые работы начинаются III декада апреля - I декаде мая.

1.3   
Анализ урожайности полевых культур

В хозяйстве урожайность зерновых и кормовых культур средняя. Многолетние травы используются на сено и на семенники.

Таблица 4 - Структура посевных площадей и урожайность сельскохозяйственных культур

Наиболее приемлемое                   Площадь севооборота  372 га

чередование культур                    Средний размер поля 62 га

. Лен-долгунец

. Яр. пшеница

. Ячмень + мн. травы

. Мн. травы

. Озимая рожь

. Картофель

Севообороты служат важной составной частью системы земледелия, характеризующихся интенсивностью использования земли и способами повышения плодородия почвы. Севооборот позволяет на фоне других факторов обеспечить максимальную урожайность культур. По сравнению с другими факторами возделывание культур в севообороте не требует дополнительных затрат и следовательно является наиболее эффективным.

2. Особенности биологии культур звена севооборота

Таблица 5 - Требования к температуре и влаге

Таблица 6 - Отношение к почвенным условиям

Озимая рожь менее требовательна к почве, климату и другим условиям, чем пшеница. При наличии влаги в почве рожь может прорастать при минимальном количестве тепла (1-2°С). При повышенной температуре (12-15°С) и влажной почве всходы ее появляются через 4-5 дней.

Озимая рожь кустится преимущественно осенью. Однако при поздних посевах, а также при прохладной и влажной погоде кущение может продолжаться и весной, но в меньшей степени. Общая кустистость ржи обычно выше, чем пшеницы, и составляет 4-10 стеблей, а продуктивная - 2-3 стебля.

Выход в трубку у ржи наступает через 18-20 дней, а колошение - через 30-35 дней после начала вегетации весной. В засуху этот период сокращается. В нормальных условиях от начала колошения до цветения проходит 8-12 дней, открытое цветение продолжается 8-10 дней.

Созревает рожь медленнее пшеницы, но срок ее уборки наступает обычно на 6-10 дней раньше. Физиологическое дозревание зерна заканчивается через 25-30 дней после наступления полной спелости. Масса 1000 зерен ржи 28-40 г.

Среди озимых хлебов рожь - самая морозостойкая культура. Более высокая морозостойкость озимой ржи по сравнению с пшеницей обусловлена тем, что цитоплазма закаленных растений при длительном замораживании не денатурирует.

Транспирационный коэффициент ржи варьирует в довольно широких пределах - от 265 до 420. Наибольшая потребность во влаге наблюдается весной в период активного роста ржи - от выхода в трубку до выколашивания. При недостатке влаги в это время образуются мелкие малопродуктивные колосья.

Таблица 7 - Фазы вегетации растений и их продолжительность

Урожайность сельскохозяйственных культур обусловлена биотическими и антропогенными условиями внешней среды. Основным, ограничивающим урожайность культур, абиотическим фактором в нашей зоне является недостаток влаги за время вегетации или же их отсутствие в критические фазы роста и развития. Так, например для оптимального развития картофеля в течении вегетации необходимо 300 мм осадков, в то время как в наших условиях выпадает 214 мм. Также урожайность как картофеля, так и озимой ржи ограничивается почвенными условиями. Одним из серьезных причин снижения урожайности является высокая кислотность почв, а также низкое содержание гумуса и элементов питания. Но так как эти факторы снижения урожайности обусловлены необдуманной деятельностью человека, то их можно привести в оптимальное для роста и развития культур состояние. Для этого следует соблюдать всю технологию возделывания всех культур севооборота с улучшением организации труда. Не маловажное значение, в разработке технологии возделывания сельскохозяйственных культур, играет периодический агрохимический анализ почв.

3. Обоснование выбора сортов и гибридов

Важнейшим условием дальнейшего роста урожайности является широкое внедрение в практику лучших сортов, повышение качества семенного материала. Значение сорта для повышения урожая сельскохозяйственных культур доказано наукой и практикой. Среди основных факторов, влияющих на величину урожая, первое место принадлежит сорту, второе - удобрениям, третье - мероприятиям по уходу за посевами и их защитой от болезней, вредителей и сорных растений.

Государственный реестр селекционных достижений и допущенных к использованию по УР включает следующий список сортов озимой ржи: Фаленская 4, Чулпан 7, а также 14 сортов картофеля: Лидер, Беллароза, Невский, Зекура, Рябинушка, Елизавета, Виза, Чайка, Наяда, Луговской, Загадка Питера, Ладожский, Никулинский, Аврора.

Таблица 8 - Хозяйственно-биологическая характеристика сортов

4. Обоснование уровня планируемой урожайности культур звена севооборота

Правильное определение уровня планируемой урожайности имеет экономическое значение для хозяйства. Это возможно на основе программирования, которое предусматривает определение величины потенциально возможной и действительно возможной урожайности.

4.1 Расчет уровня потенциальной урожайности по приходу фотосинтетически активной радиации (ФАР)

Потенциальная урожайность - это максимальная урожайность сорта, обусловленная генотипом, которая реализуется при полном удовлетворении всех требований биологии сорта и теоретически может быть обеспечена приходом ФАР.

ФАР - часть лучистой энергии солнца, поступающей на землю, которая участвует в процессе фотосинтеза.

Потенциальную урожайность основной продукции рассчитывают по формуле:

У_ПУ =10³?Кm,

где У_ПУ - потенциальная урожайность основной продукции по приходу ФАР, т/га; ? - КПД ФАР культуры, %

Кm - коэффициент хозяйственной эффективности урожая и доля основной продукции в общей биомассе;

- суммарный приход ФАР за вегетацию культуры, кДж/см²;

- теплотворная способность сухой биомассы, кДж/кг.

? =

У_биол - урожайность абсолютно сухой биомассы.

Расчеты:

К_{m (картофель)} = = 2,27

К_{m (рожь)} = = 0,26

У_{биол (картофель)} =  = 161,04 ц/га

У_{биол (рожь)} =  = 211,3 ц/га

? _{(картофель)} =  = 4,08%

? _(рожь) =  = 3,8%

У_{ПУ (картофель)} =10³ *4,08*2,27* = 36,5 т/га

У_{ПУ (рожь)} =10³ *3,8*0,26* = 5,44 т/га

4.2 Расчет уровня действительно возможной урожайности по влагообеспеченности посевов, тепловым ресурсам, по баллам бонитета почв

Действительно возможная урожайность (ДВУ) - это урожайность, которая теоретически может быть обеспечена генетическим потенциалом сорта и основным лимитирующим фактором. В УР величина действительно возможной урожайности в основном определяется влагообеспеченностью, особенно продуктивной ее частью.

Действительно возможную урожайность определяют по формуле:

W = W₀ + ΣО,

где W₀ - запас доступной для растений влаги в метровом слое почвы в период посева или возобновления активной вегетации озимых культур и многолетних трав, мм;

ΣО - количество атмосферных осадков по средним многолетним данным за вегетационный период культуры, мм.

W_{(картофель)} = 190 + 157 = 347 мм

W_(рожь) = 190 + 0,56 * 449 = 441 мм

У_{дв (картофель)} =  = 210,3 ц/га

У_{дв (рожь)} =  = 26,05 ц/га

Действительно возможную урожайность (ДВУ) по тепловым ресурсам определяют: по гидротермическому показателю (ГТП); по величине биоклиматического потенциала (БКП).

Определение ДВУ проводится по гидротермическому показателю по следующей формуле:

У_ДВУ = (22*ГТП - 10)*К_m,

где У_ДВУ - действительно возможная урожайность основной продукции, ц/га;

ГТП - гидротермический показатель продуктивности.

ГТП = 0,46*К_увл*Т_v,

где К_увл - коэффициент увлажнения;

Т_v - период вегетации, декады.

Коэффициент увлажнения определяют из соотношения фактических ресурсов влаги к ресурсам энергии, расходуемым на испарение:

К_увл = ,

где 2453 - коэффициент скрытой теплоты испарения, кДж/кг;

W - количество продуктивной влаги за период вегетации, мм;

R - суммарный радиационный баланс за этот период, как правило, на 4-5% выше показателя ФАР (48%) и составляет примерно 52% интегральной радиации, кДж/см².

К_{увл (картофель)} =  = 1,10

К_{увл (рожь)} =  = 0,98

ГТП _{(картофель)} = 0,46*1,10*10 = 5,06

ГТП _(рожь) = 0,46*1,0,98*14 = 6,3

У_{ДВУ (картофель)} = (22*5,06 - 10)*2,27 = 229,9 ц/га

У_{ДВУ (рожь)} = (22*6,3 - 10)*0,26 = 33,4 ц/га

Определение «нормальной» урожайности, свойственной для каждой разности почв в соответствии с бонитетом почв. Для этого подсчитывают средний бонитет всей площади, занятой культурой и по нему определяют среднюю урожайность.

Расчет средних бонитетов производят по культурам звена севооборота. «Нормальную» урожайность определяют по среднему баллу (один балл почвенного плодородия условно равен 0,5 ц к. ед.).

Б_{ср (картофель)} =  = 35,8

У_{норм (картофель)} =  = 59,7 ц/га

Б_{ср (рожь)} = =  = 13,9

У_{норм (рожь)} =  = 6,9 ц/га

Сравнивая все полученные значения уровней урожайности (ПУ, ДВУ по влагообеспеченности, тепловым ресурсам, по баллам бонитета) и потенциально возможную урожайность сорта по данным Государственного сортоиспытания в УР, определяют ограничивающий фактор урожайности в соответствии с законом минимума и уровень планируемой урожайности по каждой культуре звена севооборота.

Таблица 9 - Уровень урожайности культур звена севооборота, ц/га

Согласно закону минимума, ограничивающий фактор определяет возможную урожайность. Для картофеля и озимой ржи - это влага. Поэтому планируемую урожайность возьму по ДВУ для картофеля - 210,3 ц/га, для озимой ржи - 20 ц/га.

4.3    Обоснование уровня действительно возможной урожайности ее структурой

Биологическая урожайность - это количество продуктивных растений или стеблей на единице площади перед уборкой и средняя продуктивность одного растения или стебля.

БУ = С*П_с

Для зерновых культур биологическая урожайность представляет собой произведение двух показателей: густота продуктивного стеблестоя и продуктивность соцветия.

Таблица 10 - Обоснование уровня программируемой урожайности зерновых культур ее структурой

Показатели структуры урожайности полевых культур учитывают при расчете нормы высева на формирование действительно возможной урожайности. Норму высева зерновых культур рассчитывают по следующей формуле, используя уравнения регрессии:

Н = ,

где Н - количественная норма высева, млн. шт. всх. семян/га;

У - планируемая урожайность, ц/га;

П_с - продуктивность соцветия, г;

П_в - полевая всхожесть, %;

К - продуктивная кустистость;

В_в - выживаемость в течение вегетации, %.

Для ржи основные элементы структуры урожайности - количество растений на 1 м², продуктивность соцветия, выживаемость в течение вегетации, продуктивная кустистость, масса семян с одного растения.

С = 10,79*У + 45,49 = 10,79*16,8 + 45,49 = 218,9 шт./м²

П_с = У*10/ С =16,8*10/218,9 = 0,767 г.

П_в = 10,91* П_с + 58,9 = 10,91*0,767+58,9 = 67,2%

В_в = 1,10*У+10,02 = 1,10*16,8+10,02 = 28,5%

Н = ,= 9,1 млн. шт. всх. семян/га

Для картофеля основные элементы структуры урожайности - количество растений на 10 м² и средняя продуктивность одного растения.

Таблица 11 - Обоснование уровня программируемой урожайности картофеля ее структурой

Н_п = = = 3481 кг/га

Н == = 76,4 тыс. шт./га

5. Комплекс технологических мероприятий для получения планируемой урожайности культур звена севооборота

В комплексе агротехнических и организационно-экономических мероприятий, направленных на увеличение производства и повышение качества продукции, особое место отводят севооборотам.

Большое внимание при разработке технологий возделывания культур звена севооборота следует уделить применению адаптивных технологий, способствующих снижению затрат труда и материальных ресурсов при возделывании культур и получению более дешевой и качественной продукции полеводства.

5.1