Вид культурного с.-х. растения: Кукуруза

Задание для самостоятельной работы №1

по теме «Биологические особенности с.-х. культур»

Цель. Изучить биологические особенности основных сельскохозяйственных культур возделываемых в условиях Пермского края.

Задачи:

1. Познакомиться с основными абиотическими факторами внешней среды, обуславливающих развитие с.-х. культур;

2. Познакомиться с основными параметрами агротехнических приемов, влияющих на развитие с.-х. культур;

3. Познакомиться с условиями минерального питания с.-х. культур;

4. Познакомиться с отдельными видами конечных продуктов (зеленая масса, сенаж, зерно на семена, зерно на фуражные цели).

Вопросы. Согласно, номера индивидуального задания, установить вид культурного растения (табл. 1) с последующим описанием следующих моментов:

1. Указать народно-хозяйственное значение с.-х. культуры и возможный вид конечного продукта (зеленая масса, сенаж, зерно);

2. Описать биологические особенности развития и условия минерального питания с.-х. культуры;

3. Распространенность культуры в рамках сельскохозяйственного производства в Пермском крае и РФ.

Рекомендуемая литература

1. Фурсова А.К. Растениеводство: лабораторно-практические занятия. Том 1. Зерновые культуры: Учебное пособие / Под ред. А.К. Фурсовой. – СПб.: Издательство «Лань», 2013. – 432 с.: ил.

Вид культурного с.-х. растения: Кукуруза

1. Указать народно-хозяйственное значение с.-х. культуры и возможный вид конечного продукта (зеленая масса, сенаж, зерно);

Кукуруза имеет большое народнохозяйственное значение как кормовая, пищевая и техническая культура. Возделывают ее для получения зерна, зеленого корма и силоса. Из зерна получают муку, крупу, кукурузные хлопья, крахмал, патоку, консервы (сахарная кукуруза), пиво, спирт, глюкозу, сиропы, масло и другие продукты. Благодаря высокому содержанию питательных веществ кукуруза является одним из лучших видов концентрированного корма для скота, особенно при откорме свиней и птицы. 1 кг спелого зерна содержит 1,34 к. ед. Силос, приготовленный из листьев, стеблей и початков, является прекрасным кормом для крупного рогатого скота и свиней. На корм скоту можно использовать зеленые листья и стебли, а в измельченном виде — стержни початков, сухие листья и стебли. Кукуруза имеет большое агротехническое значение. Как пропашная культура она оставляет после себя поля, чистые от сорняков, в рыхлом состоянии, с большим запасом органического вещества в виде корней и стеблевых остатков. Поэтому она является хорошим предшественником для других культур. В южных районах страны кукурузу высевают как пожнивную и поукосную культуру, это дает возможность собрать два урожая в год с одной площади. Кукурузу используют и как кулисное растение для снегозадержания.

2. Описать биологические особенности развития и условия минерального питания с.-х. культуры;

Отношение к воде. За вегетационный период растение кукурузы потребляет огромное количество воды. При оптимальном водопотреблении хорошо развитое растение кукурузы может испарить за день до 4-х литров воды. Растения кукурузы перестают расти, если содержание воды в почве ниже 9,5%, при 6,7% - наблюдалось завядание растения. Поглощение воды кукурузой происходит быстрее из почвы, находящейся в непосредственной близости от растения. На хорошо дренированных и проницаемых почвах кукуруза может использовать влагу с глубины 150 см и более. Интенсивность поглощения воды корнями кукурузы зависит также от аэрации, обеспечения их необходимым количеством кислорода, что определяет требование кукурузы к почвам — она хорошо растет на хорошо орошаемых дренируемых почвах с низким стоянием грунтовых вод. Расходование воды осуществляется через листья. Устьица растений кукурузы расположены на нижней и верхней сторонах листа, их насчитывается 16-17 тысяч на 1 см2 площади листа или более 100 миллионов в среднем на одном растении, хотя они занимают не более 1% от всей листовой поверхности. В условиях длительной засухи устьичный аппарат растений кукурузы значительно повреждается и работа его не нормализуется после восстановления нормального водоснабжения. В условиях орошения устьица находятся дольше в открытом состоянии в течение дня по сравнению с неполивными условиями, что способствует повышению продуктивности фотосинтеза и большему накоплению сухого вещества в растении.
При недостатке калия в питательной среде и избытке азота, с повышением температуры почвы и воздуха интенсивность транспирации сильно возрастает. Величина транспирационного коэффициента — 230-370-лишь в очень относительной степени может характеризовать потребность кукурузы в воде и её засухоустойчивость. Чувствительность растений кукурузы к условиям водоснабжения в различные фазы развития неодинакова. Наибольшее снижение урожая зерна кукурузы отмечается при недостатке влаги в период от выметывания до цветения. Если до фазы выметывания кукуруза получает много воды, а затем до конца вегетации растет в условиях засухи, то зерно получается щуплым, масса его снижается, а общий урожай сильно уменьшается.
Экспериментальным путем доказано, что в условиях орошаемого земледелия влажность почвы должна поддерживаться в следующих пределах от НВ:
- от всходов до появления пасынков - 65-70%;
- от появления пасынков до выметывания - 70-75%;
- от выметывания до конца цветения - 75-80%;
- в период налива зерна до молочной спелости - 70-75%;
В условиях орошения повышается эффективность минеральных и органических удобрений.

Отношение к свету. Свет оказывает очень сложное по своему характеру влияние на растения кукурузы с точки зрения формирования фотосинтетического аппарата и продуктивности процесса фотосинтеза, от которого в конечном счете зависит величина полученного урожая. Свет является главным условием, необходимым для образования хлорофилла в листьях, а без хлорофилла невозможно осуществление процессов фотосинтеза.
Кукуруза усваивает большое количество световой энергии, которому способствует мощное развитие ассимилирующего листового аппарата. Листья -важные органы растений, с помощью которых улавливается энергия солнца, происходит усвоение углекислого газа, процессы углеродного питания, а также транспирация. При благоприятных условиях водоснабжения и почвенного питания оптимальной является площадь листьев 40-50 тысяч м2 на один гектар, при которой наиболее благоприятен световой режим и наиболее высока продуктивность фотосинтеза. Увеличение листовой поверхности свыше этого уровня при загущении растений значительно ухудшает световой режим, особенно средних и нижних листьев, снижается их продуктивность и соответственно урожайность. Поэтому при выведении сортов и гибридов кукурузы необходимо к каждому из них разрабатывать сортовую агротехнику, при которой одним из главных элементов является оптимальная густота стояния растений. Освещенность нижних листьев в загущенных посевах очень мала и они практически не участвуют в фотосинтезе. Средние листья в этих посевах также получают сравнительно мало световой энергии по сравнению с верхним освещенным ярусом листьев, в котором и осуществляется наиболее интенсивно процесс фотосинтеза. Влажность почвы является одним из решающих факторов, определяющих использование растениями кукурузы поглощенной световой энергии на фотосинтез. Преобладание в солнечном спектре длинноволновой радиации (красных лучей), которое имеет место в более северных широтах, способствует большему накоплению моно- и дисахаров по сравнению с синим светом, преобладающем в спектре над территорией нашей республики. Однако при синем свете в растении накапливается больше белков.

Значение света как важнейшего экологического фактора не ограничивается только его участием в фотосинтезе. От светового режима зависит процесс развития растений кукурузы. Кукуруза — растение, происходящее из тропических стран с малой длиной светового дня. Перемещение её посевов в северные широты оказывает влияние на продолжительность вегетационного периода и на прохождение отдельных фаз развития. В весеннем сроке сева кукурузы продолжительность вегетационного периода от всходов до полной спелости зерна составляет 104-107 дней, а в летнем сроке — в конце июня, когда длина светового дня постоянно сокращается, длина вегетации сократилась до 95-97 дней, что имеет существенное значение для размещения повторных летних посевов после уборки озимой пшеницы. Основное сокращение было за счет уменьшения длины периода "всходы - выметывание". Развитие органов плодоношения, особенно початков, идет также быстрее в условиях укороченного дня. В данном случае мы имеем дело с фотопериодической реакцией и чем она резче, тем значительнее влияние укорочения дня на сокращение общей длины вегетационного периода для любого районированного сорта или гибрида.
Солеустойчивость. Кукуруза не относится к солеустойчивым растениям. Более 60% пахотных земель в РФ засолены в разной степени. Растения кукурузы предпочитают реакцию почвенного раствора, близкую к нейтральной, но дают удовлетворительные урожаи на слабозасоленных почвах при условии промывки. На землях, подверженных засолению, положительное действие оказывает обработка семян стимулятором «Антисоль», разработанного учеными Узбекистана. Суть его действий заключается в создании вокруг семени в почве после посева свободной от солей зоны.
Отношение к теплу. Этот фактор оказывает глубокое влияние на все стороны жизни растений кукурузы, начиная с момента прорастания семян. Так, для прорастания семян кукурузы необходимо, чтобы почва прогрелась на глубине заделки семян до 10-12°С. Ещё большее значение имеет температура воздуха для появления всходов. Так, при среднесуточной температуре воздуха 9°С для появления всходов понадобилось 27 дней после сева., при 16°С - 11 дней, при 23°С - 5 дней. Чем выше среднесуточная температура воздуха, тем меньше продолжительность периода от появления всходов до выметывания и цветения. Экспериментально определены оптимальные температуры для прохождения фаз развития кукурузного растения: от появления всходов до выметывания - 18- 20°С, выметывание - цветение 20-22°С, созревание - 22-23°С. Установлены биологические минимумы для прорастания семян - 8°С; для появления всходов и формирования вегетативных органов и цветения - 12°С; для созревания - 10°С. Ниже этих температур указанные фазы развития не происходят. Исходя из этих биологических минимумов рекомендуется исчислять так называемую «активную» температуру, необходимую для возделывания кукурузы в конкретных географических точках. Так, для широты Ташкента (41° северной широты) для ультраскороспелых сортов от посева до созревания требуется 1700°С, для раннеспелых - 2050°С, для среднеспелых - 2250°С, для среднепоздних - 2540°С и для позднеспелых - 2940°С и выше. При среднесуточной температуре ниже 15°С и выше 25°С ростовые процессы значительно подавляются, а свыше 36°С - прекращается фотосинтез. При высоких температурах значительно снижается урожайность вегетативной массы, урожай зерна снижается гораздо меньше. Была определена и оптимальная температура почвы: для роста корней кукурузы - 24°С, надземных органов на ранних этапах - 20°С, на более поздних - около 26°С. Если в период вегетации температура почвы будет ниже 16°С, среднеспелые и позднеспелые сорта кукурузы могут не зацвести. Пониженные температуры воздуха оказывают отрицательное влияние на всходы кукурузы при минус 2-3°С. Осенью кратковременные заморозки до -3°С прекращают вегетацию растений, листья отмирают. Другая сторона температурного влияния на растения кукурузы связано с ее жаростойкостью. Гибель растений при высокой температуре происходит в связи с глубокими нарушениями в обмене веществ. Жаростойкость растений кукурузы тесно связана с засухоустойчивостью. Чем дольше растения могут выдерживать высокие температуры воздуха при низком уровне относительной влажности воздуха и недостатке почвенного водообеспечения, тем выше их засухоустойчивость и способность давать в таких стрессовых условиях стабильные урожаи зерна.

Отношение к питательным элементам. При выращивании на зерно кукуруза на 1 тонну продукции расходует 24,6 кг азота, 9,9 кг фосфора и 25,5 кг калия. Недостаток азота на ранних этапах развития замедляет рост и развитие кукурузы, задерживает образование метелок. Максимальная потребность в азоте наблюдается за 2 недели до выметывания метелок и 20 дней после него, т.е. в период формирования початков и налива зерна. При недостатке азота листья становятся желтыми. Наибольшее количество фосфора кукуруза потребляет в период молочно-восковой спелости. Фосфор содержится в растениях кукурузы в количестве 0,30-0,35% к сухой массе. Очень много его в семенах и прежде всего в зародыше. Наличие его способствует ускоренному прорастанию семян, развитию корневой системы, увеличению количества завязей, ускоренному созреванию семян и лучшему их наливу. Снижение содержания фосфора до 0,20%(к сухой массе) приводит к ухудшению всех перечисленных процессов. Внешне недостаток фосфора приводит к покраснению листьев. Калий в большом количестве поглощается, начиная с прорастания зерна, потребление его достигает максимума за 10-12 дней до выметывания, затем быстро снижается. Калий обнаружен во всех тканях растений кукурузы, кальция больше всего в листьях и стеблях и частично в семенах. Магния много в семенах, в небольших количествах он встречается в других частях растений.

3. Распространенность культуры в рамках сельскохозяйственного производства в Пермском крае и РФ.

В 2016 году, по состоянию на 02 ноября, наблюдается сокращение валовых сборов кукурузы в России. По данным МСХ РФ, Росстата, посевные площади кукурузы на зерно в России в 2016 году в хозяйствах всех категорий составили 2 893,2 тыс. га, это на 4,4% или на 122,5 тыс. га больше посевов 2015 года. Для сравнения, 10 лет назад (по итогам 2006 года) площади составляли 1 030,5 тыс. га, 15 лет назад (по итогам 2001 года) - 664,3 тыс. га. К 02 ноября 2016 года кукуруза на зерно обмолочена с площади 1 758,5 тыс. га или 60,8% к посевной площади (в 2015 г. - 2 135,0 тыс. га). Намолочено 9 826,7 тыс. тонн (в 2015 г. - 10 980,0 тыс. тонн), при урожайности 55,9 ц/га (в 2015 г. - 51,4 ц/га). Производство снизилось на 1 153,3 тыс. тонн или на 10,5%. Для сравнения, 10 лет назад (по итогам 2006 года) валовые сборы составляли 3 510,4 тыс. тонн, 15 лет назад (по итогам 2001 года) - 808,4 тыс. тонн.

Лидер по производству кукурузы на зерно в РФ по состоянию на 02 ноября 2016 года - Краснодарский край (3 368,2 тыс. тонн). Доля региона в общих сборах кукурузы в России - 34,3%. По отношению к аналогичной дате 2015 года прирост производства составил 4,0% или 128,8 тыс. тонн. Ставропольский край со сборами в 932,2 тыс. тонн находится на 2-м месте в РФ (9,5% в общероссийских сборах кукурузы). За год производство выросло на 14,7% или на 119,6 тыс. тонн. В Белгородской области собрали 747,1 тыс. тонн кукурузы (7,6% в общем производстве этой культуры, 3-е место). Здесь наблюдается снижение сборов за год на 22,2% или на 213,3 тыс. тонн. Ростовская область с показателями в 632,1 тыс. тонн занимает 4-ю строчку рейтинга (6,4% в общих сборах). Прирост за год составил 11,2% или 63,8 тыс. тонн. Курская область расположилась на 5-м месте в РФ (529,0 тыс. тонн). На ее долю пришлось 5,4% всех сборов кукурузы в России. По отношению к 02 ноября 2015 года производство сократилось на 34,3% или на 276,2 тыс. тонн. В Воронежской области по состоянию на 02 ноября 2016 года собрали 517,9 тыс. тонн кукурузы (5,3% в общероссийском производстве, 6-е место). За год здесь также произошло сокращение сборов на 43,7% или на 401,2 тыс. тонн. На долю Кабардино-Балкарской Республики пришлось 4,0% в общих сборах кукурузы (396,9 тыс. тонн). Снижение сборов за год составило 33,6% или 200,4 тыс. тонн. В Тамбовской области производство кукурузы за год сократилось на 38,7% до 296,7 тыс. тонн по состоянию на 02 ноября 2016 года (3,0% в общем объеме сборов, 8-е место в РФ). В Республике Татарстан произвели 277,5 тыс. тонн кукурузы (2,8% в общих сборах, 9-е место). По отношению к 02 ноября 2015 года сборы увеличились на 217,9% или на 190,2 тыс. тонн. Замыкает ТОП-10 регионов-лидеров по производству кукурузы Липецкая область со сборами в 230,7 тыс. тонн (2,3% в общероссийском производстве этой культуры). За год показатели снизились на 42,7% или на 172,2 тыс. тонн. В ТОП-20 регионов по валовым сборам кукурузы по состоянию на 02 ноября 2016 года также вошли:

11. Республика Северная Осетия-Алания (собрали 214,0 тыс. тонн, доля в общем объеме сборов - 2,2%).

12. Саратовская область (192,7 тыс. тонн, 2,0%).

13. Республика Мордовия (192,0 тыс. тонн, 2,0%).

14. Республика Адыгея (145,8 тыс. тонн, 1,5%).

15. Волгоградская область (142,3 тыс. тонн, 1,4%).

16. Орловская область (137,1 тыс. тонн, 1,4%).

17. Брянская область (127,4 тыс. тонн, 1,3%).

18. Карачаево-Черкесская Республика (101,9 тыс. тонн, 1,0%).

19. Рязанская область (79,5 тыс. тонн, 0,8%).

20. Нижегородская область (79,5 тыс. тонн, 0,8%).

Производство кукурузы по состоянию на 02 ноября 2016 года в хозяйствах всех категорий в регионах, не вошедших в ТОП-20, в том числе и Пермский край, составило 486,2 тыс. тонн (4,9% в общем производстве кукурузы в России).