Курсовая работа: Особенности сельскохозяйственного выращивания ячменя ярового

Курсовая работа: Особенности сельскохозяйственного выращивания ячменя ярового

План

Введение

1. Биологические особенности ячменя

1.1 Морфология

1.2 Химический состав зерна

1.3 Биологически особенности

1.4 Народно-хозяйственное значение

2. Характеристика почвенно-климатических условий

3. Программирование урожая

4. Разработка структурной модели высокопродуктивного растения и посева

5. Разработка технологии возделывания культуры для получения запрограммированного урожая

6. Заключение и выводы

7. Список используемой литературы

Введение

Ячмень – одна из древнейших сельскохозяйственных культур. Он возделывается со времен зарождения земледелия. Многообразие форм ячменя, приспособленных к различным почвенно-климатическим условиям позволяет возделывать его почти везде, во всех странах света.[1]

Северная граница возделывания проходит через Кольский полуостров, Магадан, границы России. По посевным площадям и валовому сбору зерна Республика Беларусь занимает первое место среди занимающихся возделыванием ячменя стран.[2]

Посевы ярового ячменя по РБ в 2007 г. составили 282тыс. га, что составляет 58% от всех яровых зерновых культур. Средняя урожайность по республике в 2007 г. составила 39ц/га. В 2008году этот показатель составил 35,2ц/га.[5]

Одной из важнейших задач в области сельского хозяйства на ближайшие годы должно быть сохранение и повышения почвенного плодородия как основы для стабильного и устойчивого ведения сельскохозяйственного производства. Этому будет способствовать наращивание объемов производства органических удобрений за счет увеличения поголовья скота и внесения на каждый гектар пашни 12 т. органики.[3]

Однако сельскохозяйственное производства в сильной степени зависит от погодных условий, и важнейшее значение имеет антропогенный фактор – умелое участие человека в создании и активном формировании необходимого уровня урожая культур и его качества.[4]

Увеличение производства зерна предусматривается за счет расширение в посевах озимых зерновых культур озимой пшеницы, озимого тритикале; в структуре яровых зерновых и зернобобовых культур, кукурузы на зерно, увеличение посевов высокоурожайных сортов озимой и яровой пшеницы, тритикале, ярового ячменя. [3]

Правительством Республики Беларусь разработан ряд дерективов, документов, направленных на дальнейшее развитие промышленного комплекса, среди которых важное место занимает «программа совершенствования аграрного производства на 2005-2010 г. Государственная программа возрождения и развития села на 2005-2010 г. и ряд других.

Программой предусмотрено улучшение растительной специализации, создание на этой основе сырьевых зон, перерабатывающих предприятий. Внедрение нового экономического механизма, обеспечивающего рентабельность продукции в АПК при затратах на ее производства.[4]

Цель написания курсовой:

На основе методов программирования и расчётов научиться возделывать яровой ячмень и получить максимальный уровень урожайности.

Задачи:

Определить лучших предшественников, оптимальные дозы удобрений, провести программирование урожая, разработать технологию возделывания культуры для получения запрограммированного урожая, сделать выводы по написанию курсовой.

Актуальность:

По ходу написания курсовой работы мы должны найти наиболее экономичные и более приемлемые способы возделывания ярового ячменя, которые будут соответствовать потребностям нынешнего рынка не только внутри страны, но и за её пределами.

1.Биологические особенности ярового ячменя

1.1 Морфология

Ячмень относится к семейству Мятликовых. Соцветие – колос. Соломка внутри полая. Число колосков 4.Число зёрен в колосе колеблется в пределах 25-30. Колосковые чешуи чаще всего плоские и узкие, а наружные цветковые широкие с продольными жилками. Цветковые чешуи срастаются с зерновкой. Зерно ячменя удлиненное, плёнчатое, масса 1000семян в зависимости от сорта и условий колеблется от 40 до 60г. Существуют разновидности и голозёрного ячменя, характеризуемые повышенным содержанием белка и используемые для приготовления крупы, ячменного кофе, муки и т.д. Среди яровых зерновых культур ячмень – наиболее скороспелая культура(период вегетации 70-100 дней).

Прорастает ячмень 5-8 корешками. Кустится через 18-20 дней после всходов сильнее, чем яровая пшеница и овёс, образуя до 4-5 стеблей на растении, из них 2-3 продуктивных. Корневая система и её усвояющая способность у ячменя относительно слабые. В процессе жизненного цикла растения ярового ячменя проходят следующие фазы роста и развития:

1.         Прорастание семян (2-5дня)

2.         Всходы (от 5 дней до 2-3 недель)

3.         Кущение

4.         Выход в трубку

5.         Колошение

6.         Цветение

7.         Формирование и созревание зерна [8]

1.2 Химический состав зерна

Таблица 1. Химический состав зерна ярового ячменя зависит от вида и сорта, от плодородия почвы, погодно-климатических условий и агротехники.

Кроме того, в зерне имеется в очень больших количествах йод, бор, цинк, марганец и др.

Выводы:

Из таблицы 1 видно, что основное содержание зерновки составляют углеводы (крахмал, сахар и гемицеллюлоза). Белок, жиры, клетчатка и зола занимают промежуточное значение по сравнению со всеми зерновыми культурами. [8]

1.3 Биологически особенности

Ячмень хорошо приспособлен к различным почвенно-климатическим условиям.

Отношение к свету. Ячмень принадлежит к растениям длинного дня. Потому для прохождения световой стадии он требует сравнительно длительного освещения. В северных районах страны световую стадию ячменя проходит быстрее, а в южных – медленнее. Объясняется это тем, что на юге световой день на много короче чем на севере.

Установлено что ячмень по сравнению с другими хлебными злаками имеет более короткую световую стадию. Окончание световой стадии у ячменя совпадает с образованием листа. В период вегетации ячменя в зависимости от сорта, районов возделывания и погодных условий колеблется от 60 до 110 дней.

Отношение к температуре. Зерно ячменя может прорастать при температуре 1-2°.Но лучшая температура для появления дружных всходов 15-20°. Небольшие заморозки (4-5°) всходы ячменя переносят без особых отрицательных последствий, хотя при этой температуре верхушки листьев частично оказываются поврежденными. Опыты Института растениеводства показали, что всходы ячменя после хорошей закалки могут переносить заморозки даже 10-12°.

Требование к теплу в разные периоды развития растений неодинаковые. Если стадию яровизации ячмень проходит при температуре 2-5°, то позднее – в период от всходов до колошения наиболее благоприятной температурой воздуха является 20-22°, а при созревании зерна – 23-24°.

Опасными для ячменя являются заморозки во время цветения и созревание зерна. Завязь повреждается при 1-2°. При температуре ниже 13-14° задерживается налив и созревание зерна. Заморозки в фазе молочной и восковой спелости отрицательно влияют на зародыш зерновки, ухудшают семенные качества зерна. Морозобойное зерно ячменя как у других зерновых культур имеет низкую всхожесть и бывает совершенно не пригодна на семенные цели. Полностью вызревшее зерно ячменя при нормальной влажности (13-15%) хорошо сохраняет жизнеспособность даже после действия на него весьма низких отрицательных температур.[6]

Холодостойкость сортов ячменя неодинаково. Наибольшей устойчивостью отличается местные европейские сорта. Ячмень по сравнению с другими яровыми культурами является более жаровыносливой культурой и поэтому более урожаен в южных и юго-восточных районах. Плохо переносит высокую температуру в период вегетации сорта северного происхождения, которые в этих условиях даже при хорошей обеспеченности влагой дают щуплое зерно.[4]

Среди хлебов первой группы яровой ячмень считается одним из наиболее устойчивых культур. Транспирационный коэффициент его около 400. при влажности почвы менее 30% полной влагоемкости прорастание зерен ячменя почти прекращается. Исследованиями установили, что если в почве запас воды ниже двойной гигроскопической влажности, то полностью приостанавливается рост и формирований органов растений.

Ячмень наиболее чувствителен к недостатку влаги в конце световой стадии. Сильная засуха в этот период ведет к бесплодности пыльцы, а в конечном итоге к значительному снижению урожая. Ячмень много расходует влаги в фазу кущения и особенно во время выхода в трубку до колошения. Нехватка влаги в этот период также отрицательно сказывается на развитии растений.

На величину транспирационного коэффициента оказывает влияние многие факторы; большую роль играют агротехнические и климатические условия. Установлено, что чем выше урожай, тем ниже транспирационный коэффициент, т.е. тем экономнее расходуется почвенная влага. На почвах хорошо окультуренных, высокоплодородных расход воды на образование единицы сухого вещества меньший, чем на почвах малоплодородных.

Транспирационный коэффициент и засухоустойчивость зависит от сортовых особенностей ячменя. Многие сорта ячменя отличаются высокой засухоустойчивостью (Нутанс, Верас).

Отношение к почвам. Ячмень относится к культурам раннего сева. У него короткий период вегетации, поэтому он созревает раньше других полевых культур. Это наиболее засухоустойчивая культура среди яровых зерновых. Для роста и развития ей нужно за вегетационный период в сумме около 1800° тепла. Климатические условия для выращивания ячменя являются благоприятными. Однако лимитирующим фактором остаются почвенные условия. Он не переносит кислых почв и малого количества элементов питания в почве.[10]

По данным БелНИИ Почвоведения и агрохимии самые высокие урожаи получены на дерновых и дерново-карбонатных почвах. Высокие урожаи ячмень дает на тяжело-болотных почвах низинного типа. На почвах дерново-подзолистого типа продуктивность ячменя сильно зависит от гранулометрического состава. Самые высокие урожаи ячмень дает на суглинистых почвах и несколько ниже на дерново-подзолистых супесчаных подстилаемых моренами.

Сравнительно низкие урожаи получаются на песчаных почвах, продуктивность которых обычно на 50-55% ниже суглинистых подстилаемых моренами. На эродированных почвах урожайность падает на 40% по сравнению с не эродированными.[12]

Сравнительно высокая требовательность ячменя к плодородию почвы вытекает из его биологических особенностей. У ячменя по сравнению с другими хлебными злаками значительно слабее развита корневая система. Таким образом, ячмень требует плодородных рыхлых структурных почв с глубоким пахотным горизонтом.[13]

Отношение к влаге. Ячмень менее требователен к воде и более экономно расходует её, чем пшеница, рожь и овёс. Транспирационный коэффициент ячменя составляет 350-450. В засушливых условиях культура даёт более высокие урожаи. Но из-за слабого развития корневой системы ячмень хуже переносит весеннюю засуху. Много влаги расходует ячмень в первые фазы роста: кущения и, особенно выхода в трубку – колошения.

Недостаток влаги в период образования репродуктивных органов губительно действует на пыльцу. Для получения высокого урожая ячменя необходимо улучшать водный режим почвы, применяя соответствующие агротехнические приёмы, заботиться о накоплении влаги и правильном её расходовании.[7]

1.4 Народно-хозяйственное значение

Основной целью возделывания ячменя является получения продуктов питания для человека кормов для животных и сырья для промышленности. В связи с этим к числу наиболее важных и актуальных агрохимических затрат можно отнести улучшение химического состава ячменя и повышения качества урожая. На химический состав зерна ячменя оказывает влияние уровня произрастания и сортовые особенности.

Ячмень представляет собой отличный концентрированный корм, с давних пор хорошо зарекомендовал себя в откорме свиней, птиц, в выпойке целят. В тех. В тех случаях, когда требуется получить высококачественный белок, т.е. сочную, молодую, нежирную свинину высоких качеств. Зерно ячменя намного питательнее других концентрированных кормов. Хорошим грубым кормом скота является солома и мякина ячменя. Солома ячменя по питательности не уступает пшеничной и особенно ржаной соломе, но уступает просяной. Ячменная солома находит широкое применение в сельском хозяйстве грубого корма домашним животным и постилке, если она потеряла по каким-либо причинам свою кормовую ценность. При силосовании сочных кормов используют мякину ячменя в качестве влагопонижающего материала.[4]

Небольшое количество ячменя в составе комбикормов способствует укреплению здоровья и выносливости крупного рогатого скота в период стойлового содержания. Отличается влияние на повышения кормовой ценности зерна и повышения яйценосности домашней птицы.

Зерно ячменя охотно поедает КРС, свиньи, овцы и птицы. В 1 кг зерна ячменя содержится 100г переваримого белка и 1,28 к.ед., что больше чем в зерне овса и ржи. Продовольственное использование ячменя. Ячмень продолжает оставаться основной зерновой культурой. Из него приготавливают хлеб, лепешки и другие мучные изделия.

Исследованием установлено, что добавление до 30% ячменной муки к ржаной и пшеничной позволяет получать хлеб высокого качества.

Пшеничный хлеб этого сорта с прибавлением ячменной муки улучшается. Эти исследования позволили признать целесообразным использование ячменной муки в промышленном хлебопечении, тем более, что по своему химическому составу ячменное зерно близко к ржаному и пшеничному.[4]

Исследование показали, что в ячмени содержится клейковина, которая обладает упругостью. Открытие клейковины в ячмене было ценно уже, потому что оно позволяет по-новому ставить вопрос о выпечке хлеба из ячменной муки. Известно, что именно клейковина придает выпекаемому хлебу особые физические качества, которые высоко ценятся в хлебопечении.

Многие сорта ячменя с крупным и стекловидным зерном используют для получения перловой и ячной крупы. Особенно ценятся голозерный ячмень. Высокая белковость и крупность беспленчатого зерна наиболее отвечают технологии производства круп. В ячневой крупе содержится больше белка и сахара чем в гречневой, но по видовым качествам и переваримости она уступает рисовой и гречневой муки.

2.Характеристика почвенно-климатических условий

Вегетационный период Ярового ячменя и даты наступления фенофаз.

Таблица 2. Даты наступления фенофаз и продолжительность межфазных периодов.

[2],[7]

Выводы: Из таблицы 2 видно, что посев был произведён в начале второй декады апреля. Через неделю появились первые всходы, которые образовали равномерный «покров» примерно через 5 дней. За всходами буквально на второй день наступила фаза 3-го листа, начало этой фазы в южных районах совпадает с началом кущения. После кущения идёт фаза выход в трубку и колошение, которые длятся месяц. В эти фазы происходит закладка стебля с междоузлиями, выход колоса из влагалища, формируются репродуктивные органы. Прирост стебля в это время составляет 4-6см в сутки. Фаза цветения наступает через 4 дня после колошения. В фазу молочной спелости зерно достигает нормальной длинны, влажность зерна 50%. Восковая спелость зерно желтеет, влажность зерна 25%. При полной спелости влажность зерна достигает 14-15%. При подсчёте продолжительности межфазных периодов мы получили 90 дней. Это цифра и является вегетационным периодом сорта «Якуб».[7]

Таблица 3. Приход солнечной радиации.

1кал = 4,19Дж

1 Дж = 0,239 кал

Приход ФАР за вегетацию ячмень 34,3 ккал/см2, 343000 ккал/м2 ,

3430000000ккал/га

Выводы:

В таблице 3 мы произвели расчет по таким показателям как: приход суммарной солнечной радиации, приход суммарной ФАР, %ФАР. Приход суммарной солнечной радиации достигает наибольшего значения в более тёплые и солнечные месяца – май, июнь, июль, август, а наименьшее значение он имеет в январе, феврале, октябре , ноябре и декабре. Зная, приход суммарной солнечной радиации и приход суммарной ФАР мы рассчитали % ФАР. Приход ФАР за вегетацию на ячмене составил 34,3 ккал/см2.

Температурный режим

Таблица 4. Средняя температура воздуха по декадам.

Среднесуточная температура составила 11,8.

Выводы

В таблице 4 был произведён расчет среднемесячной температуры по месту возделывания нашей культуры. Наибольшая положительная температура была в мае, июне, июле и августе, а наибольшая отрицательная – в зимние месяцы. Среднесуточная температура составила 11,8

Таблица 5. Даты наступления средних суточных температур воздуха выше определённых пределов и число дней с температурой, превышающей эти пределы.

Выводы

В 5 таблице мы определили даты наступления средних суточных температур воздуха 0º, 5º, 10º, 15º и число дней с температурой превышающей эти пределы. Также были определены продолжительности этих периодов и произведён расчет начала, конца и продолжительности безморозного периода.

Водный режим

Таблица 6. Сумма осадков по декадам, мм

Годовая сумма осадков: 640мм.

Почвенные влагозапасы ;

-весной (время возобновления весенней вегетации или на дату посева) в метровом слое почвы – 220мм.

Выводы:

Анализируя данную таблицу видно, что самыми важными месяцами являются май(54мм), июнь (73мм) и июль(87мм). Годовая сумма осадков составляет 640 мм. А сумма осадков за вегетационный период для ячменя будет составлять 272 мм. Почвенные влагозапасы весной на дату посева в метровом слое почвы составляет 220 мм.

3. Программирование урожая

Программирование – это целенаправленное формирование посевов сельскохозяйственных культур для получения запланированного урожая, выращивание их по технологическим программам, построенных на количественной основе, учитывающие степень влияния на урожай основных факторов жизни растений и обеспечивающих рациональное использование климатических факторов, потенциального плодородия почвы, генетических возможностей культуры и сорта, а также материально-технических и трудовых ресурсов. [5]

В методике программирования урожайности различают следующие факторы урожайности:

1. Потенциальная урожайность (ПУ) – это предельно возможный уровень урожайности, который может быть достигнут в идеальных условиях. Лимитирует потенциальная урожайность по приходу ФАР, коэффициенту её использования, и биологическими особенностями культуры и сорта.

Методика расчета ПУ по приходу ФАР и коэффициенту её использования была предложена профессором А.А.Ничипоровичем:

 (1)

Где:

ПУ – потенциальная биологическая урожайность абсолютно сухой биомассы, т/га;

∑Qфар - приход суммарной ФАР за период вегетации культуры в зоне, млрд. ккал/га;

Кфар – планируемые КДП ФАР;

q – калорийность 1 кг сухой биомассы урожая, ккал/кг

При расчете ПУ для ячменя на данной территории получили

Для пересчета урожая на стандартную влажность:

 (2)

Где:

Вст. — стандартная влажность;

Чтобы в ответе получить ПУ хозяйственно ценной части урожая:

 (3)

Где:

С – сумма составляющих урожая (зерно + солома).

Величину ПУ зерна или другой основной продукции можно также рассчитать с помощью уравнения, предложенного проф. Х.Г. Тоомингом:

 (4)

Где:

ПУхоз.- потенциальная урожайность зерна или другой продукции при стандартной влажности;

ΣQфар – суммарный приход ФАР за период вегетации культуры, ккал/см2;

Кm – коэффициент хозяйственной эффективности урожая, остальные обозначения те же, что и в формуле (1).

Определение климатической обеспеченности (КОУ)

Определение КОУ по ресурсам влаги (КОУw)

Действительно возможный урожай – это урожай, который теоретически может быть обеспечен генетическим потенциалом сорта и основным лимитирующим фактором, в роли которого выступает в данном случае влагообеспеченность. Методика расчета данной величины базируется на определении соотношения количества влаги, поступающей в распоряжение растений в течение вегетационного периода, и суммарного расходования влаги на создание единицы урожая.

Расчет проводится по формуле:

 (5)

Где:

КОУw – климатически обеспеченная урожайность основной продукции при стандартной влажности, т/га;

Wм.с. –влажность метрового слоя почвы при возобновлении весенней вегетации или перед весеннем посевом, мм;

Кв– коэффициент водопотребления, мм*га/ц или м3/т;

Ов.п. – сумма осадков за вегетационный период, мм;

Ко – коэффициент полезности осадков;

Кв – коэффициент водопотребления, мм га/ц;

С – сумма составных частей урожая (зерно + солома)

Вст – стандартная влажность основной продукции, %.

Запас продуктивной влаги в метровом слое почвы на начало вегетации ячменя составил 220 мм, а общее количество выпавших осадков за вегетационный период 272 мм. Коэффициент водопотребления для ярового ячменя составит при среднем значении увлажненности вегетационного периода 470 мм*га/ц.

При отсутствии информации о запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы КОУw можно рассчитать, используя информацию о количестве осадков, выпадающих в регионе за год. Используют формулу:

 (6)

Где:

Wгод – сумма осадков за год, мм.

Остальные обозначения как в формуле (5).

Определение климатически обеспеченной урожайности по ресурсам тепла (КОУtо).

Методика расчетов базируется на предварительном определении биоклиматического потенциала продуктивности (БКП) с последующим расчетом КОУtо.

 (7)

Где:

Σt0>100 – сумма активных температур в регионе;

10000- сумма температур на северной границе земледелия;

БКП – биоклиматический потенциал продуктивности, баллов.

КОУt0=БКП*0,1β (8)

КОУt0=0,21*0,1*20=0,42 т.корм.ед./га.

Где:

β – коэффициент отражающий уровень культуры земледелия и соответствующий коэффициенту использования ФАР, % … 1,0; 2,0; 3,0; 4,0,

β … 10; 20; 30; 40

КОУt0 – урожайность абсолютно сухой биомассы, т.корм.ед./га.

В обобщённом виде:

КОУt0=0,1*β* (9)

Определение климатически обеспеченной урожайности по совокупному влиянию солнечной энергии, влагообеспеченности и вегетационного периода.

Методика расчета в данном случае строится на использовании гидротермического показателя продуктивности (КОУгтп). Метод предложен проф. Рябчиковым А.И.:

 (10)

Где:

ГТП – гидротермический показатель продуктивности, баллов;

W – запас продуктивности влаги, мм;

Tv – продолжительность периода вегетации, декады;

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

36 – число декад в году.

Каждый балл ГТП равен приблизительно 2т абсолютно сухой биомассы. Или же для расчета величины возможной урожайности можно воспользоваться одним из уравнений:

КОУгтп=2,2*ГТП-1,0 (11)

КОУгтп=2,2*2,14-1,0=3,7т/га

КОУгтп=2,2*ГТП (12)

КОУгтп=2,2*2,14=4,28т/га

Где:

КОУгтп – урожайность абсолютно сухой биомассы, т/га.

Определение действительно возможной урожайности.

ДВУ – уровень урожайности, который может быть достигнут на конкретном поле с учётом реального почвенного плодородия.

Определение ДВУ по качественной оценке почвы

Методика определения предложена Белорусским НИИ почвоведения и агрохимии:

ДВУ = Бп*Цб*К (13)

Где:

Бп – бонитет почвы, балл;

Цб – цена балла пашни, кг;

К – поправочный коэффициент к цене балла на агрохимические свойства почвы.

ДВУ =32*50*0,94=15ц/га

Определение программируемой урожайности (ПрУ).

Величина программируемой урожайности определяется с учетом разницы между КОУ и ДВУ, которая компенсируется за счет внесения расчетных доз минеральных и органических удобрений. Таким образом, программируемая урожайность рассчитывается как ДВУ с приростом урожайности, которая должна быть получена за счет удобрений.

 (14)

Где:

ПрУ – программируемая урожайность, ц/га;

Дnpk – доза минеральных удобрений, кг/га;

Оnpk – окупаемость 1т органических удобрений, кг/т продукции;

100 – коэффициент перевода кг в ц.

Уровень ПрУ можно также определить, зная относительную прибавку от удобрений:

 (15)

Где:

Пуд – прибавка урожайности от удобрений, %

Таким образом, урожайность ярового ячменя 32 ц/га будет являться ориентиром для разработки структурной модели высокопродуктивного растения и посева в целом, а также технологии возделывания культуры.

Таблица 7.Расчет доз удобрений под запрограммированный урожай по выносу питательных веществ. Урожайность ярового ячменя – 32ц/га

Страницы: 1, 2