Сорго – ценная пищевая и кормовая культура для районов, в которых пшеница и другие основные зерновые культуры расти не могут, либо дают небольшие урожаи из-за засушливого климата. Сорго как кормовая культура имеет исключительно важное значение для засушливых районов нашей страны. Обладая высокой засухоустойчивостью и нетребовательностью к почвам, сорго превосходит по урожайности ячмень и даже кукурузу.

Сорго — весьма перспективная культура для заготовки высококачественного силоса в засушливых южных и юго-восточных районах страны, где по урожаю зеленой массы и сбору переваримого протеина оно превосходит кукурузу. Сорго хорошо отрастает после укоса, листья и стебли растений сохраняют сочность до полной спелости зерна. Зеленая масса сахарного сорго, убранная в фазы молочно-восковой, восковой и полной спелости зерна, содержит много Сахаров (14—20 %) и поэтому легко силосуется не только в чистом виде, но и в смеси с соломой, мякиной. В 100 кг силоса из сорго содержится 20—24 корм. ед. и 1,31—1,67 кг переваримого протеина. Посевная площадь сорговых культур в России относительно невелика (100—150 тыс. га). В перспективе намечается расширение их посевов в засушливых степных районах Северного Кавказа и Нижнего Поволжья. При высокой агротехнике здесь получают высокую урожайность сорго и сорго-суданковых гибридов: на богаре — до 49—60 т, при орошении — до 90—145 т зеленой массы с 1 га.В данной курсовой работе будет выполнено проектирование экологически безопасной технологии получения научно обоснованного уровня урожайности гороха на зерно, возделываемого в условиях Симферопольского района.

посев почва зерно сорго

Часть 1. Аналитическая

1.1 Обзор литературы

Народно-хозяйственное значение и биологические особенности роста и развития сорго

Сорго - одна из древнейших сельскохозяйственных культур. Его родиной считается Африка, а происхождение - Индия и Китай (Н.А.Шепель, 1985; Б.Н. Малиновский, 1992). На юге России широкое изучение сорго было начато в 1880 году, однако должного распространения в практике оно не получило (П.П. Вавилов, 1979). Активное внедрение сорго в производство относится к концу 40-началу-50-х годов и в настоящее время зерновое сорго по стране занимает площадь около 500тыс. га (А.В. Алабушев, 2000).

Сорго - уникальное злаковое растение как по своим биологическим особенностям, так и по хозяйственным признакам. Основными достоинствами его являются исключительная засухоустойчивость, соле-выносливость, высокая продуктивность, стабильность урожаев по годам, хорошие кормовые достоинства и универсальность использования (И.А.Драненко, 1951; И.В. Якунин, 1953; В.Г. Демиденко, 1957; К.Н.Кеферов, 1961; СМ. Бугай, 1963; С.С. Берленд, В.Д. Крючев, 1967; В.М. Орлов, 1974; Н.А. Ключников, 2000; А.В. Алабушев, 2000).

Сорго получило высокую оценку не только как урожайная засухоустойчивая культура, но и как культура, имеющая высокие кормовые достоинства. Причём они находятся в прямой зависимости от ряда факторов: сорта, почвенно-климатических условий, технологии возделывания и т.д. Зерно сорго содержит в среднем 12-15% протеина, 3,4-4,4% жира, 70-80% БЭВ, 2,4-4,8% клетчатки, 1,2-3,3% золы (В.И. Сгодлева, А.В. Залевский, 1978; Е.Н. Мальчевская, Г.Н. Миленькая, 1981; Е.А. Пе-тухова, 1981).

По данным Исакова Я.И. (1982) и Щербакова В.Я. (1983), в 100 кг зерна содержится 118-130 к.ед. В зерне сорго содержится провитамин-каротин, витамины группы В, рибофлавин и дубильные вещества. Содержание каротина в зерне сорго зависит от сортовых особенностей, а также условий выращивания (В.И. Тараненко, 1969; П.М. Шорин и др., 1976).

В зёрнах с красной и жёлтой окраской каротина больше, чем в зёрнах с белой окраской. В зерне сорго витаминов группы В не меньше, чем в зерне пшеницы и ряда других зерновых культур. Благодаря высокому содержанию незаменимых аминокислот, белок сорго имеет большую биологическую ценность. В каждом килограмме зерна содержится

Сорго является важной страховой культурой в случае засухи в первой половине лета, а также при плохой перезимовке озимых. Поэтому в этих случаях площади посева под ним значительно возрастают (Н.П. Бондаренко, В.И. Скляр, Ю.К. Малятин, 1982; Н.Г. Гурский, 1984; Б.Н. Малиновский, Н.В. Валуев, 1985; А.В. Алабушев, 1992; А.В.Алабушев и др., 1996). Кроме того, оно имеет большой коэффициент размножения и при средней урожайности семенников 1,5-2,0 т/га урожаем этих семян с 1 га можно засеять площадь 250-300 га, так как норма высева семян сорго всего 5-6 кг/га.

Зерно сорго может быть использовано как сырьё для крахмалопа-точной промышленности. Из 100 кг зерна сорго можно получить 65 кг крахмала. Кроме того, оно является прекрасным концентрированным кормом для свиней, птицы, КРС, овец, лошадей и даже прудовых рыб (Я.И. Исаков, 1976; М.М. Когут, В.Ф. Мирошниченко, 1978; А.Г. Ишин, И.И. Иванов, 1980; В.Я. Щербаков, 1981,1983; О.И. Алабушева, 1990; Н.А.Титов, 1992).

Использование при откорме зерна сорго равноценно ячменю по привесу и качеству мяса. Но при скармливании зерна сорго с 1 га можно получить в два раза больше свинины, чем при скармливании зерна ячменя за счёт более высокой урожайности. (Н.А. Шепель, 1985). По данным этого же автора, яйценоскость птицы по сравнению с традиционными кормами повышается на 25-30, а продуктивность прудовых рыб -на 34%. Зерно сорго широко используется на монокорм, для получения муки, гранул, брикетов, а также является хорошей крупяной культурой для пищевой промышленности.

Культурное зерновое сорго - растение однолетнее с яровым типом развития. По своим биологическим особенностям сорго относится к теплолюбивым растениям, и его семена начинают поглощать влагу и прорастать при температуре +8+10°С (Г.М. Шекун, 1968; В.И. Тараненко, 1969; Н.С. Калашник 1974; 1978; ЯМ. Исаков, 1982). Для прохождения нормального цикла развития растений - от семени до семени - требуется определённая сумма активных температур. Для скороспелых сортов сорго эта величина составляет 2000-2500, среднеранних - 2500-3000, среднеспелых - 3000-3500 и позднеспелых - более 3500°С (Б.Н. Малиновский, 1988; А.З. Большаков, Н.Я. Коломиец, 2003).

Оптимальный срок посева зернового сорго соответствует прогреванию почвы на глубине заделки семян до 12-16°С. (А.Г. Ишин, 1985; Г.П. Герасименко, 1995). Важной биологической особенностью семян сорго является их способность более энергично по сравнению с другими культурами, прорастать в полусухой почве с повышенной концентрацией почвенного раствора. Для их прорастания требуется 40 % воды от собственного веса, тогда как для кукурузы необходимо - 44, ячменя - 50, пшеницы - 55, овса - 65, ржи - 85 и гороха - 96 % (Б.Г. Демиденко, 1957). Установлено также, что на образование сухого вещества сорго расходует 300 частей воды, суданская трава - 340, кукуруза — 338, пшеница - 551, ячмень - 534, горох -730, подсолнечник - 895 (П.М. Шорин, 1976). Не случайно, поэтому сорго называют «верблюдом растительного мира».

Характерной особенностью сорго является способность приостанавливать свой рост в период особо неблагоприятных условий для роста и развития и оставаться в анабиотическом состоянии до тех пор, пока не наступят благоприятные условия (Н.А. Шепель, 1985).

Биологические особенности роста и развития зернового сорго изучены многими авторами (В.А. Степанов, В.И. Лукьянюк, 1970; В.Я. Щербакова, 1981; Я.И. Исаков, 1982; Н.Г. Гурский, 1984; Н.А.Ше-пель, 1989; Б.Н. Малиновский, 1992; А.В. Алабушев и др., 2003).

В онтогенезе зернового сорго выделяют стадии развития, этапы органогенеза и фенологические фазы. Стадийные изменения приводят к образованию новых морфологических структур, что в свою очередь является необходимым условием стадийного развития в онтогенезе. Фенологические фазы часто отличаются друг от друга появлением новых органов и рядом внешних морфологических признаков.

Кущение - важный этап формирования зернового сорго. В этот период не только закладываются побеги кущения, но и идёт формирование элементов продуктивности метёлки - число зёрен в ней. С конца фазы кущения сорго усиленно растёт, интенсивно потребляя при этом элементы питания и влагу (Б.Н. Малиновский, 1992). В этот период оно особенно чувствительно к недостатку питательных веществ и влаги. К началу вымётывания сорго имеет полностью сформированные генеративные органы (Б.Н.Малиновский, 1992; Boonchoos, Fuhais, Hetherngtons, 1998).

В период от вымётывания до полной спелости происходит перераспределение органических и минеральных веществ в надземных органах. В результате усиленного оттока в зерно, содержание их в листьях и стеблях уменьшается при незначительном изменении общей массы растения (А.Н. Павлов, 1981; 1984; В.Д. Панников, В.Г. Минеев, 1987; 1990; В.Г. Минеев, В.Г. Дебрецени, Г. Мазур, 1993; Hestor О, Fukai S, Joyne, 1997).

Зернообразование - это период, от которого во многом зависят кормовые достоинства зернового сорго. С его продолжительностью тесно связаны такие показатели, как масса 1000 зёрен, содержание белка, крахмала и незаменимых аминокислот.

С наступлением полной спелости в зерне продолжаются физиологические и биохимические процессы, связанные с послеуборочным дозреванием (Г.М. Добрынин, 1969; Ф.М. Куперман, 1977; П.Х. Най, П.Е.Бинкер, 1980; Б.А. Ягодин, 1988; Н.С. Бертухова, 1991).

Уборку семян сорго необходимо начинать при влажности зерна 24-26%, что соответствует максимальному накоплению сухого вещества (Л.Н. Титанюк, 2000).

Таким образом, сорго является очень засухоустойчивой культурой, а его зерно обладает высокой питательной ценностью и является хорошим концентрированным кормом для сельскохозяйственных животных.

Место сорго в севообороте

Одними из важнейших элементов системы земледелия, способствующих повышению урожайности полевых культур, являются севообороты. Они позволяют получить максимальное количество продукции с единицы площади, на основе обоснованного чередования культур, что позволяет создать лучшие условия обеспечения растений питательными элементами и влагой, успешно бороться с вредителями, болезнями и сорняками (А.В. Алабушев и др., 2003).

Академик Д.Н.Прянишников, (1962) обосновал необходимость чередования культур в севообороте химическими, физическими, биологическими и экономическими причинами, роль и значение которых может изменяться в зависимости от складывающихся условий (С.А. Воробьёв, 1968; 1979).

В настоящее время применение инсектофунгицидов в борьбе с вредителями и болезнями и гербицидов с сорняками неуклонно растёт, что в определённой степени уменьшает фитосанитарное значение чередования культур. Однако севообороты сохраняют свою роль в усилении биологических мер борьбы с сорняками, вредителями и болезнями. Особенно их роль возрастает на фоне ухудшения экономической безопасности нашего региона.

Исследований по вопросу рационального размещения сорго в севообороте крайне мало и зачастую они носят противоречивый характер. Так например, по-разному оценивается возможность использования повторных посевов сорго. Одни авторы (Г.И. Козловский, 1913; И.А. Сте-бут, 1957) считают, что сорго нельзя размещать повторно. Другие (Г.И.Шекун, 1968; Н.А. Шепель, 1975) отмечают, что сорго менее отрицательно реагирует на бессменное выращивание по сравнению с кукурузой. Третьи авторы (М.Д. Васильев, 1970; А.В. Алабушев, 1984; Ю.Ф.Олексенко, СВ. Красненков, 1990; А.З. Большаков, Н.Я.Коломиец, 2003) утверждают, что бессменные посевы сорго в течение 3-6 лет не ведут к снижению урожайности.

В степной зоне Украины лучшими предшественниками сорго являются горох, озимые, ячмень, а при выращивании его на зелёный корм и силос — подсолнечник. Здесь же при высокой культуре земледелия вполне допустимо продолжительное возделывание сорго на постоянном участке без снижения его продуктивности (Ю.Ф. Олексенко, 1979).

Следует отметить, что в общей системе агроприёмов подбор предшественников имеет важное значение, так как от них зависят запасы влаги в почве, степень обеспеченности питательными веществами, засорённость посевов и в конечном итоге продуктивность культуры. По данным А.В. Алабушева и др. (2003), увеличение урожайности за счёт предшественника может достигать 26-37%.

Наряду со способностью того или иного предшественника накапливать влагу и элементы питания, не менее важным фактором является и определение биологической способности культуры подавлять развитие сорной растительности в посевах.

Как известно, большое влияние на засорённость посевов сорго оказывает чередование культур. И.С. Соколов (1938) и С.А. Воробьёв (1968) отмечали, что при повторных посевах наблюдается значительный рост засорённости, так как в этом случае происходит естественный отбор сорных растений, которые наиболее приспособлены для произрастания совместно с данной культурой.

С.М. Бугай (1963) указывал, что чередование сельскохозяйственных культур является важным агротехническим мероприятием. При выборе предшественника для культуры сорго большое значение имеет характер засорённости полей, который определяется биологическими и агротехническими особенностями сельскохозяйственных культур. Так, в посевах зерновых и зернобобовых культур при сплошном посеве отсутствуют поздние яровые сорняки. В то же время посевы ячменя, как правило, в сильной степени засоряются осотом, посевы кукурузы и сорго -поздними яровыми сорняками.

С.А. Воробьёв (1979), обосновывая необходимость чередования сельскохозяйственных культур, отмечал, что различные культуры и приёмы их возделывания создают необходимые условия для роста и развития сорных растений.

Озимые и зимующие сорняки, по биологическим особенностям и культуре озимых зерновых, засоряют посевы этих культур. При повторных посевах яровых культур поля засоряются мышеем, дикой редькой, кураём. Для борьбы с озимыми сорняками высокоэффективны зяблевая и предпосевная обработки почвы.

По-разному оценивается сорго и как предшественник для других культур севооборота. Ю.Ф. Олексенко (1979) отмечает, что сорго является удовлетворительным предшественником для яровых зерновых культур и гороха, а под озимые культуры его рекомендовать нельзя, так как в этом случае поздно освобождаются поля. Б.М. Демиденко (1957) и К.Н. Кеферов (1982) считают, что сорго является хорошим предшественником для всех культур. Я.И. Исаков (1977) рекомендует в полевых. Таким образом, в литературе имеются различные мнения по размещению сорго в севооборотах, что объясняется во многом недостаточными исследованиями по этому вопросу в соргосеющих районах

1.2 Биологические основы управления ростом и развитием растений, урожаем и качеством продукции

Сорго принадлежит к растениям длинного вегетационного периода, от всходов до созревания проходит 110-130 дней. От посева до всходов в за висимости от температуры, влажности, других условий и сортовых особенностей проходит от 10 до 30 дней. Очень растянута фаза кущения, которая начинается со времени появления 6 листа и продолжается при благоприятных условиях произрастания весь вегетационный период. Выметывание метелки наступает на 70 день после всходов, а восковая спелость зерна — на 100-110 день.

Сорго — растение теплолюбивое. Процесс прорастания семян начинается только при температуре выше 10°, а наилучшей температурой для этого является 25-32°. Во время своего роста сорго, при наличии влаги в почве, хорошо переносит продолжительные температуры в 40°, давая наибольшие приросты при 30°. В среднем для полного созревания этой культуре необходимы суммы положительных температур за вегетацию от 3000 до 5000°С.

Сорго является нетребовательной культурой к условиям увлажнения. В процессе эволюции у него сформировалась высокая приспособляемость к недостатку влаги и к экономному ее расходованию. Транспирационный коэффициент — 300. Для прорастания семян требуется 35% воды от собственной их массы. Сорго способно хорошо переносить продолжительные засушливые периоды и является одним из самых засухоустойчивых злаковых однолетних растений. В то же время, несмотря на засухоустойчивость, культура хорошо отзывается на орошение как урожаем зеленой массы, так и урожаем зерна. Во время вегетации потребность сорго в воде неодинакова. Очень важна достаточная влажность пахотного слоя почвы в фазу прорастания семян и развития корней. Во время кущения, до образования развитого стебля, сорго спо собно переносить недостаток влаги в почве, приостанавливая свой рост. После выпадения осадков, оно выходит из этого состояния покоя и возобновляет нормальную вегетацию.

1.3 Почвенно-климатическая характеристика агроклиматической зоны

Почвенный покров предгорной зоны Крыма представлен черноземами южными карбонатными малогумусными средней мощности и развитых на красно-бурых глинах и темно-бурых суглинках.

Южные черноземы характеризуются следующими признаками: содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 3,5 до 4,0% на глубине 60-70 см количество гумуса снижается до 1%. При этом он располагается в горизонте А, мощность которого составляет 25-27 см относительно равномерно. Мощность гумусовой толщи (А+В) наибольшая и колеблется в пределах 40-50 см. Запасы гумуса составляют около 240 тонн на 1 га. Сравнительно низкое содержание гумуса в значительной степени объясняется недостаточным увлажнением, длительным безморозным периодом, мягкой зимой, от чего биологические процессы в почве не прекращаются в течение целого года, лишь несколько ослабевая летом и зимой.

Таблица.1 Агротехническая характеристика свойств почв

Название основных разновидностей почв	Мощность гумусового горизонта, см.	Глубина пахотного слоя, см.	Содержание гумуса %	Объёмная масса пахотного слоя г/см3	Рн солевой вытяжки	Содержание, мг,/100 г. почвы
						N	P2O5	K2O
Чернозём обыкновенный мицелярно-карбонатный	55-70	30-40	2,6-2,9	1,17-1,28	7,1-7,7	4,5-10,3	0,5-3	27-82,4

Почва отличается высокой карбонатностью уже в верхней части гумусового горизонта (вскипание от HCI начинается с поверхности, составляя 3,9 % от массы сухой почвы). В нижних горизонтах на глубине 15-20 см или глубже южный чернозём часто содержит гипс в виде мелких кристаллов, заполняющих поры пород, а иногда на этой глубине отмечается и повышенное содержание легкорастворимых солей.

Данные механического анализа свидетельствуют о глинистом составе этих почв. Содержание глинистых фракций превышает 50%, а физической глины 70%. Структура пахотного горизонта несколько хуже, чем подпахотного, что указывает на значительную выпаханность, распыленность и слабую устойчивость этих почв и ветровой эрозии. Пахотный и подпахотный горизонт южных черноземов хорошо агрегатированный и отмечается высокой скелетностью.

Равновесная плотность почвы составляет в слое 0-10 см 1,17-1,19 г/см3, 10-20 см 1,24-1,26 г/см3 и 20-30 см 1,26-1,28 г/см3.С глубиной в связи с уменьшением содержания гумуса, преобладания глинистой части, а также действием естественной силы тяжести и естественного уплотнения, средняя плотность почвы возрастает. Общая пористость высокая и с глубиной постоянно уменьшается.

Химический анализ показывает, что в карбонатных черноземах по профилю почвы не замечено особой дифференциации в содержании основных элементов минерального питания – железа, марганца, алюминия, фосфора, магния и других. Надо отметить, что содержание карбоната кальция с глубиной резко возрастает, что объясняется характером подстилающих материнских пород, состоящих из карбонатных суглинков и глин. Так, если в слое 0-10 см содержание карбоната кальция составляет 2,76 %, то на глубине 50-70 см оно возрастает до 21 %. Насыщенность кальцием обеспечивает вполне благоприятные физические и водные свойства этих почв, но так как подвижные формы фосфатов находятся в минимуме, то в связи с этим, почвы предгорья Крыма нуждаются во внесении фосфорных удобрений. Кроме того, для увеличения содержания гумуса необходимо вносить и органические удобрения. В целом почва хозяйства характеризуется благоприятными свойствами и в большей своей части пригодна для возделывания всех полевых культур, в том числе - зерновое сорго.

Климат здесь умеренно-континентальный, характеризующийся неустойчивым увлажнением.

Среднегодовая температура +9,7С, средняя температура января –0,7С; июня +21,1С. Продолжительность безморозного периода 200-210 дней; сумма эффективных температур 3100-3200 С. Средняя многолетняя сумма осадков составляет 369 мм, с колебаниями в отдельные годы от 250 до 600 мм. Оптимальная влажность воздуха в среднем 75-80% весной, летом она снижается иногда до 20-30% и даже ниже.

Зима обычно довольно мягкая, иногда умеренно – холодная. Самые низкие температуры отмечаются в январе, реже в феврале. Однако морозная погода в большинстве случаев, не продолжительная и часто сменяется длительными оттепелями. Сумма осадков за зиму составляет 170 мм. Значительная часть осадков выпадает в виде дождей; снежный покров, если образуется, маломощный (10-15 см) и неустойчивый. Нередко бывают ледяные корки. Весна характеризуется медленным нарастанием температур, частыми похолоданиями в её начале. Лето, как правило, теплое, в июле – августе знойное с дневными температурами 24-40С.

Сумма осадков за лето составляет 165 мм, но большая их часть выпадает в виде ливней и не успевая просочиться стекает в понижения рельефа. Большинство ливней приходится на июнь-июль месяц. Иногда в июне вообще не выпадает дождей, часто налетают суховеи, в результате происходит запал растений, что в последствии приводит к снижению урожая.

Таблица 1.2 Метеорологические условия по данным метеостанции Симферополь.

Месяц	Среднесуточная температура воздуха, 0С	Относительная влажность, %		Осадки, мм.
Месяц	Среднесуточная температура воздуха, 0С	Относительная влажность, %		Среднемноголетние		2006г.	2007г.	2008г.
Январь	- 2.2	-		22		42	30	42
Февраль	- 2.3	-		26		24	39	23
Март	2.2	59		19		18	51	46
Апрель	9.1	55		24		15	25	23
Май	16.1	49		37		24	44	37
Июнь	20.6	46		49		69	32	16
Июль	23.7	42		44		60	7	9
Август	22.7	44		30		9	47	25
Сентябрь	17.1	47		25		21	17	28
Октябрь	11	61		38		42	26	22
Ноябрь	5.7	-		29		45	9	42
Декабрь	1.0	-		26		93	11	34
За год	11.1	-		369		462	338	347
За вегетационный период	-		-	129	126		152	122

В целом почвенно-климатические условия благоприятны для получения высоких урожаев сорго хорошего качества.

Страницы: 1, 2