Принципы разработки технологий выращивания сельскохозяйственных культур
В разработке технологий выращивания сельскохозяйственных культур имеется ряд направлений.
Первым направлением является программирование урожаев, которое продолжительное время разрабатывалось академиком И.С. Шатиловым и профессором М.К. Каюмовым. Оно сводится к расчету при помощи моделей экологически и экономически обоснованной урожайности с заданной вероятностью и к практической разработке комплекса взаимосвязанных хозяйственных и агротехнических мер.
Другое направление получило свое развитие в 70-80-е годы в виде моделирования продукционного процесса в агрофитоценозах. Достаточно широко известны модели Х.Г. Тооминга, Ю.К. Росса, Р.А. Полуэктова, Н.Ф. Бондаренко, Ю.В. Сеппа и др. Эти модели открывают возможность объединения знаний по различным направлениям — физиологии растений, метеорологии, агрономии в единое целое, чтобы изучить, как функционирует и меняется состояние посева во времени и как формируется его урожай. Первостепенная задача такого рода моделирования — оценка ресурсов продуктивности в разных почвенноклиматических условиях.
Третье направление связано с необходимостью осуществления определенной технологической и технической политики. Как следствие этого явилась необходимость ведения федеральных и региональных регистров технологий производства сельскохозяйственной продукции, которые представляют из себя свод типизированных базовых технологий и технологических адаптеров. Такая работа на федеральном уровне выполнена под руководством академиков Н.В. Краснощекова и В.И. Кирюшина. Дело за развитием этой работы в региональном аспекте.
Все перечисленные направления базируются на экспериментальных данных, полученных в полевых опытах. Однако эти эксперименты выполнялись и сегодня проводятся разобщенно по отделам, лабораториям научных учреждений и по кафедрам сельскохозяйственных вузов. Одни исследуют по культурам системы обработки почвы, другие — системы удобрений, третьи — системы защиты посевов и т.д. Затем на основании полученных результатов создаются «компилятивные» технологии, в которых суммарные прибавки урожайности по приемам, как правило, ниже чем в разрозненных отдельных 1-2-х факториальных полевых экспериментах. Следовательно, необходимо проведение длительных полевых опытов комплексного характера, а для этого в региональных масштабах следует создать на базе научных учреждений и вузов технологических центров по разработке технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Для этого необходимо применение системного подхода.
Длительные технологические стационары должны закладываться в этих центрах и состоять из серии сравнимых вариантов технологий. В качестве примера можно привести длительный стационарный опыт Брянской ГСХА, заложенный под научно-методическим руководством докторов с.-х. наук, профессоров В.Ф. Мальцева, В.Е. Торикова, В.Н. Наумкина, В.А. Зверева. Полевой опыт «Научные основы ресурсосберегающих технологий возделывания полевых сельскохозяйствынных культур при различных уровнях применения средств химизации» является достоянием Российской наук. Опыт зарегистрирован в PACXH (аттестат №30).
При разработке схемы заложены следующие основные принципы:
Определение ведущих звеньев технологий. Для условий юго-западных районов центра Нечерноземной зоны России — это севообороты, густота посевов, способы основной обработки почвы, системы использования органических и минеральных удобрений, система защиты растений и сорта. Другие агроприемы, являясь необходимыми, включаются в варианты технологий в соответствии с ведущими звеньями.
Выбор севооборотов. В исследованиях по разработке интенсивных технологий избран плодосменный севооборот, в схему которого включены следующие культуры: горох на зерно — озимая пшеница — кукуруза на силос — ячмень с подсевом клевера (или посевом после уборки ячменя) — клевер — озимая рожь — картофель — овес. Для условий зоны наиболее приемлемы севообороты такого вида, т.к. они максимально работают на плодородие почвы и урожайность с.-х. культур.
Включение в полевые стационарные опыты по разработке технологических приемов основной обработки почвы, существенно различающихся по степени воздействия на агрофизические свойства почвы, по размещению органических удобрений в пахотном слое и степени их разложения, по производительности. Такими способами основной обработки являются вспашка, плоскорезная и поверхностная обработка.
Обеспечение бездефицитного баланса гумуса в почве. Применительно к серым лесным почвам такой баланс может быть достигнут при внесении на 1 га 15 т органических удобрений. В полевом опыте достигнут путем внесения навоза (компоста), выращивания промежуточных культур на зеленое удобрение и непосредственного внесения соломы на удобрение.
Система применения минеральных туков должна базироваться на методах определения норм и доз (лучше с использованием нормативов затрат минеральных удобрений в действующем веществе на 1 ц продукции), а также на локальном внесении туков. Нормы удобрений рассчитываются на планируемый уровень урожаев.
Защита растений в опыте носит интегрированный характер, основываясь на предупредительных агротехнических и биологических средствах борьбы, а ее варианты включают химические меры как дополнительные с разной степенью насыщенности.
Густоте стояния растений следует уделять исключительное внимание как важному условию реализации продуктивности культур. В исследованиях нужно иметь две градации норм посева — полную и половинную. Это связано прежде всего с фонами питания и в целом с уровнем агротехники в разных вариантах.
В полевых опытах по разработке технологий возделывания необходимо иметь их варианты без применения средств химизации, т.е. биологические технологии. Они позволяют дать ответы на вопросы, связанные с качеством растениеводческой продукции, загрязнением почвы и окружающей среды. Эти экологически безопасные технологии в опыте являются контролем.
Все другие агротехнические приемы включаются в варианты изучаемых технологий в соответствии с базовой технологией, составленной из ведущих звеньев. Следовательно, варианты технологий различаются не по одному, а по ряду приемов, т.е. принцип единственного различия выступает в ранге технологий, что не противоречит методике полевого опыта.
Полевые стационарные опыты подобного типа может проводиться бесконечно долго, а технологии непрерывно совершенствоваться по мере появления новых эффективных приемов и средств агротехники. Через определенные интервалы (3-5 лет) для сельскохозяйственного производства могут быть рекомендованы наиболее приемлемые усовершенствованные технологии.
Технологии возделывания сельскохозяйственных культур (их варианты в опыте) необходимо ориентировочно разрабатывать на планируемый уровень урожайности, который определяется по влагообеспеченности, гидротермическим показателям и хозяйственным условиям.
В стационаре Брянской государственной сельскохозяйственной академии в качестве основы для исследований взяты четыре плодосменных севооборотов с различным чередованием культур: 1) вико-овсяная смесь на семена — озимая пшеница — картофель — ячмень; 2) однолетние травы на зеленый корм (занятый пар) — озимая рожь — гречиха — овес; 3) картофель — ячмень с подсевом клевера — клеверный пар — озимая пшеница; 4) горох на семена — озимая рожь — картофель — яровая пшеница. Эти севообороты с короткой ротацией можно объеде-нить в два полевых 8-и польных. Их звенья наиболее полно соответствуют структуре посевных площадей Центрального региона России. Стационар заложен на серой лесной почве.
В качестве фоновых вариантов основной обработки почвы приняты следующие способы: 1). Отвальная обработка под все культуры севооборота на 23-25 см; 2). Комбинированная 1 — отвальная обработка под озимую рожь и картофель на 23-25 см, под остальные культуры севооборота — плоскорезная обработка на 23-25 см; 3). Комбинированная 2 — отвальная обработка под озимую рожь и картофель на 23-25 см, под остальные культуры севооборота — поверхностная обработка на 8-10 см. Фоновые варианты по основной обработке почвы получают всестороннюю оценку путем развертывания на них технологий, а в рамках севооборота — технологических систем выращивания сельскохозяйственных культур.
На стационаре изучаются три системы применения удобрений: 1) NPK + микроэлементы + зеленое удобрение + солома; 2) NPK + микроэлементы + навоз (компост); 3) навоз (компост) + зеленое удобрение + солома. Исследуются две интегрированные системы защиты растений: с интенсивным использованием пестицидов и без применения пестицидов. Изучаются также две густоты посевов: нормы высева семян, рекомендуемые для зоны, и нормы, уменьшенные на 50% (табл. 1.1).
Источник
Технологии возделывания сельскохозяйственных культур
Приемы и задачи
Технология возделывания полевых культур — это комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получение высокого урожая заданного качества.
Для того чтобы разработать научно обоснованную технологию возделывания культуры, сорта в конкретных почвенно-климатических условиях, необходимо знать требования биологии культуры, сорта и параметры почвенно-климатических условий.
Некоторые агротехнические приемы — основная и предпосевная подготовка почвы, внесение удобрений, подготовка семян к посеву, посев, уход за посевами, уборка урожая — выполняют при возделывании любой полевой культуры. Сумма этих приемов составляет ствол технологии возделывания полевых культур.
Ряд агротехнических приемов, свойственных агротехнике отдельной группы культур, сходных по особенностям биологии (осенний посев озимых), одного семейства (инокуляция семян бобовых культур перед посевом) или аналогичных по использованию (мочка льносоломы и конопляной соломы), представляют собой как бы технологические побеги второго порядка. Дополнительные агротехнические приемы, выполняемые при возделывании конкретной культуры, составляют особенности ее агротехники.
Все технологические приемы направлены на создание благоприятных условий для роста и развития возделываемой культуры, на удовлетворение требований ее биологии. В число задач, которые решаются технологическими приемами, входят: оптимизация водно-воздушного режима почвы с помощью обработки для нормального функционирования корневой системы; оптимизация режима питания культурных растений применением органических и минеральных удобрений; оптимизация реакции почвенного раствора известкованием или гипсованием почв; снижение конкуренции между выращиваемой культурой и сорняками мерами борьбы с засоренностью посевов; доведение посевного и посадочного материала до высших показателей посевного стандарта; подготовка выровненного, уплотненного в верхней части ложа для посева семян; распределение семян на одинаковую глубину и одинаковое расстояние в рядке друг от друга; защита растений от болезней и вредителей; регулирование роста, развития растений и качества урожая; снижение количественных и качественных потерь при уборке.
Эти задачи могут быть решены разными технологическими приемами. Например, для снижения засоренности посевов используют агротехнические приемы — лущение стерни, зяблевую вспашку, ранневесеннее боронование, допосевную культивацию, довсходовое и послевсходовое боронование, междурядные обработки широкорядных посевов, а также химические средства борьбы с сорняками — гербициды. Некоторые из перечисленных агротехнических приемов выполняют и другие функции (кроме борьбы с сорняками) и не могут быть заменены применением гербицидов. Для составления технологической схемы возделывания культуры в конкретных условиях необходимо учитывать задачи отдельных технологических приемов:
1. Известкование: снижение кислотности почвы до уровня требований биологии возделываемых в севообороте культур;
2. Лущение стерни: перемешивание растительных остатков с почвой; разрушение капилляров верхнего слоя — закрытие влаги; создание условий для прорастания сорняков;
3. Внесение органических удобрений: улучшение режима питания культур и водно-физических свойств почвы;
4. Внесение минеральных удобрений: оптимизация режима минерального питания возделываемых культур;
5. Зяблевая вспашка: заделка пожнивных остатков, органических и фосфорно-калийных удобрений; улучшение водно-воздушного режима почвы для активизации ее микробиологической деятельности;
6. Перепашка зяби: рыхление пахотного слоя заплывающих почв; заделка органических и фосфорно-калийных удобрений при весеннем их внесении;
7. Весновспашка: заделка пожнивных остатков, органических и минеральных удобрений, рыхление пахотного слоя почвы (проводят в том случае, когда невозможно осуществить зяблевую вспашку);
8. Весеннее боронование зяби: разрыв капилляров верхнего слоя почвы закрытие влаги для культур поздневесеннего срока посева;
9. Весенняя подкормка азотом озимых культур и мятликовых трав: обеспечение стартового роста культур на почвах, обедненных азотистыми соединениями;
10. Весеннее боронование озимых и многолетних трав: осветление точки роста при осеннем перерастании озимых и многолетних трав;
11. Обработка почвы комбинированным агрегатом типа РВК: рыхление, выравнивание и прикатывание почвы перед посевом;
12. Предпосевная культивация: рыхление верхнего слоя почвы, борьба с сорняками;
13. Предпосевное прикатывание: уплотнение верхнего слоя легких почв, установление капиллярных связей;
14. Подготовка семян к посеву: фракционирование семян по размеру; доведение их до высших посевных стандартов; обеззараживание от патогенной микрофлоры; повышение всхожести и энергии прорастания;
15. Посев: распределение семян (посевного и посадочного материала) на одинаковую глубину, на равные расстояния друг от друга;
16. Послепосевное прикатывание: установление контакта мелких семян с капиллярами почвы;
17. Довсходовое боронование посевов: уничтожение нитей прорастающих семян сорняков, разрушение почвенной корки;
18. Послевсходовое боронование: уничтожение проростков сорняков;
19. Культивация междурядий: уничтожение сорняков в междурядьях, рыхление междурядий, подкормка культур минеральными удобрениями;
20. Корневая подкормка: улучшение минерального питания растений в отдельные периоды онтогенеза в соответствии с требованиями биологии культуры;
21. Окучивание: увеличение клубне- и корнеобитаемого объема и улучшение аэрации почвы, борьба с сорняками. Чаще всего применяют на картофеле;
22. Некорневая подкормка: компенсация недостаточного корневого питания растений; улучшение качества урожая;
23. Обработка посевов пестицидами: гербициды — предотвращение появления сорняков, уничтожение вегетирующих сорняков; фунгициды и бактерициды — предотвращение развития или снижение вредоносности болезней; инсектициды — снижение повреждений растений вредными насекомыми;
24. Применение биологически активных веществ: регулирование роста и развития растений. Ретарданты — предотвращение полегания; сениканты — усиление оттока пластических веществ в запасающие органы; десиканты — подсушивание растений, завершение вегетации; дефолианты — освобождение от листьев растений, подготовка к уборке;
25. Обкашивание полей: подготовка поля к уборке — исключение из общей массы урожая краевых, наиболее засоренных полос;
26. Уборка: сбор урожая с поля с минимальными потерями количества и качества продукции.
Каждый технологический прием решает свою задачу, если он выполнен в срок и с определенным качеством. Нарушение срока или технологических требований операции может привести к негативным результатам.
Источник