Использование параметров водообеспеченности растений при программировании урожаев

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ

КОМПЛЕКС

подготовки Профиль агрономия подготовки Квалификация бакалавр (степень) выпускника Факультет Агрохимия и почвоведения Ведущий Доцент. Тосунов Янис Константинович преподаватель Кафедра-разработчик Физиологии и биохимии растений Краснодар 2013 Цели освоения дисциплины 1.

Цель дисциплины — формирование представлений, знаний и навыков по физиологическим и биохимическим основам растений и формированию урожая сельскохозяйственных культур.

Задачами дисциплины является изучение процессов жизнедеятельности растений, физиологию и биохимию формирования качества урожая, освоить методы исследования физиологических процессов, научиться анализировать и применять на практике результаты физиологических исследований.

Студенты должны знать морфологию, процессы, протекающие в растениях.

Особенностью дисциплины является общенаучный подход к самым различным явлениям и производственным процессам.

При изучении данной дисциплины предусматриваются следующие формы учебного процесса: лекции, лабораторные занятия, самостоятельная внеаудиторная работа. В качестве метода проверки знаний практикуется интерактивный опрос студентов, компьютерное тестирование, решение задач, написание рефератов по предложенным темам.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.

способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7). Владеть культурой мышления, быть способным к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения(ОПК-1), Уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь ОПК-2, Готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе ОПК-3, Умение использовать нормативно-правовые документы в своей деятельности ОПК-5, Стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства ОПК-6, способностью обеспечивать агротехнологии СПК-8, способностью составить технологические карты, агрохимические картограммы СПК-9, способностью составлять севообороты СПК-7, готовностью составить схемы севооборотов, системы обработки почвы и защиты сельскохозяйственных растений от вредных организмов, обосновать экологически безопасные технологии возделывания культур и провести контроль за качеством продукции СПК-13

4. Тематика лекционных занятий № Темы Наименование темы лекции

ВВЕДЕНИЕ

Предмет и задачи физиологии и биохимии растений. Место физиологии растений в системе биологических дисциплин. Физиология растений как фундаментальная основа агрономических наук. Главнейшие этапы развития физиологии растений как науки, вклад в неё отечественных ученых. Основные направления современной физиологии растений. Методы физиологии растений и уровни исследований.

1. ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ.

Клетка как структурная и функциональная единица живой материи.

Обмен клетки с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Принцип компартментации — основа жизнедеятельности клетки.

Химический состав, структура и функции клеточной стенки. Апопласт и симпласт. Плазмодесмы, их строение и роль. Мембраны как основа строения клетки. Их состав, структура и функции. Плазмалемма и тонопласт.

Строение и функции ядра. Структурная организация наследственного материала в хромосомах. Цитоплазматическая наследственность. Строение и функции гиалоплазмы, полуавтономных органелл — хлоропластов (и других пластид) и митохондрий, других органоидов клетки: эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, лизосом, сферосом, рибосом, микротрубочек, микрофиламентов и вакуоли.

Химический состав цитоплазмы и ее органелл. Аминокислоты. Белки, их состав, структура и функции. Роль слабых связей в поддержании структуры и важнейших свойств макромолекул. Изоэлектрическая точка аминокислот и белков как показатель функционального состояния растительной клетки. Питательная ценность отдельных аминокислот. Проблема селекции на качество белков в зерне важнейших сельскохозяйственных культур. Иммунитет и белки.

Ферменты, их биологическая роль, химическая природа, принцип действия, активность, специфичность, классификация. Одно- и двухкомпонентные ферменты. Витамины как простетические группы и коферменты.

Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса—Ментен. Локализация ферментов в клетке. Мультиферментные комплексы. Регуляция ферментативной деятельности в клетке путем синтеза или изменения активности. Изоферменты.

Нуклеотиды. АТФ. Нуклеиновые кислоты. Структура и функции ДНК, м-РНК, т-РНК, р-РНК. Биосинтез белка. Три этапа и их локализация в клетке. Регуляция синтеза белков.

Проницаемость клеточных мембран для веществ различной химической природы. Мембранные переносчики белковой и небелковой природы.

Пассивный и активный транспорт веществ. Закономерности диффузии, осмоса.

ФОТОСИНТЕЗ

Планетарное значение фотосинтеза. Фотосинтез как основа биоэнергетики. Физико-химическая сущность фотосинтеза. Главные этапы развития представлений о фотосинтезе.

Лист как орган фотосинтеза. Хлоропласты, их состав и строение.

Пигменты хлоропластов, их химическая природа и оптические свойства.

Световая фаза фотосинтеза. Организация и функционирование пигментных систем. Фотоокисление воды.

Метаболизм углерода при фотосинтезе (темновая фаза). Восстановительный пентозофосфатный цикл (цикл Кальвина). Особенности фотосинтеза у С3- и С4-растений. Фотосинтез по типу толстянковых (САМметаболизм).

Зависимость фотосинтеза от внутренних и внешних факторов. Компенсационные точки, возможные пути использования в селекционном процессе. Фотосинтез как основа продуктивности с.-х. растении. Возможные пути повышения фотосинтетической активности сельскохозяйственных культур. Соотношение между скоростью ассимиляции углекислоты и активностью отдельных звеньев фотосинтеза. Интенсивность фотосинтеза и общая биологическая продуктивность растительных организмов. Регуляция фотосинтеза на уровне органа и целого растения.

Посевы и насаждения как фотосинтезирующие системы. Параметры оценки фитоценозов: фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность, индекс листовой поверхности, КПД фотосинтеза, биологическая и хозяйственная продуктивность. Параметры оптимального посева. Влияние густоты стояния растений и структуры посева, особенностей расположения листьев в пространстве, удобрений и орошения на энергетическую эффективность агрофитоценозов. Использование показателей фотосинтетической деятельности при программировании урожая.

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ

Биологическое окисление — дыхание и брожение, их отличие от окисления в неживой природе (горения). Значение дыхания в жизни растении. Химизм дыхания. Гликолиз, его регуляция и энергетика.

Аэробная фаза дыхания. Цикл Кребса (ди- и трикарбоновых кислот), его регуляция и энергетика. Дыхательная электронтранспортная цепь. Окислительное фосфорилирование на уровне субстрата и в электронтранспортной цепи. Механизм сопряжения транспорта электронов с синтезом АТФ. Баланс энергии при дыхании. Роль дыхания в биосинтетических процессах. Интенсивность дыхания и ее зависимость от внешних и внутренних факторов. Дыхание больного растения. Методы учета дыхания. Дыхательный коэффициент и методы его определения. Зависимость ДК от дыхательного субстрата, обеспечения тканей кислородом.

Регулирование дыхания при хранении семян и сочной продукции.

Дыхательный газообмен как слагаемое продукционного процесса. Дыхание на рост и на поддержание. Оптимизация взаимосвязи дыхательного и фотосинтетического газообмена посевов.

ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ

Вода: структура, состояние в биологических объектах и значение в жизнедеятельности растительного организма.

Термодинамические основы водообмена растений. Водный потенциал и его составляющие. Роль набухания в поглощении воды. Клетка как осмотическая система. Движение воды в системе почва — растение — атмосфера по градиенту водного потенциала.

Поглощение воды растением. Почва как среда водообеспечения растений. Двигатели и путь водного потока в целостном растений. Корневое давление, его размеры и зависимость от внутренних и внешних условий.

Транспирация, ее размеры и биологическое значение. Кутикулярная и устьичная транспирация. Физиология устьичных движений. Методы измерения интенсивности транспирации. Зависимость транспирации от условий среды, суточный ход. Пути снижения уровня транспирации.

Водный баланс растений. Водный дефицит и его влияние на водообмен и другие физиологические процессы. Последействие завядания. Влияние на растение избытка влаги в почве.

Значение воды для формирования урожая с.-х. культур. Эвапотранспирация. Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления, зависимость от условий и пути снижения их величины. Физиологические основы орошения с.-х. культур. Физиологические показатели, применяемые для установления необходимости полива. Использование параметров водообеспеченности при программировании урожаев.

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Необходимые растению макро- и микроэлементы, их усвояемые соединения и физиологическая роль. Физиологические нарушения при недостатке отдельных элементов. Принципы диагностики дефицита питательных элементов. Ионный транспорт в целом растений. Радиальное перемещение ионов в корнях (движение по апопласту, симпласту). Перемещение ионов на дальние расстояния по ксилеме и флоэме. Некорневое питание растений. Поглощеиие ионов клетками листа. Отток ионов из листьев. Перераспределение и реутилизация веществ в растений. Регулирование растениями скорости поглощения ионов. Поглощение ионов из разбавленных и высококонцентрированных растворов. Ритмичность в поглощении ионов корнями растений.

Взаимосвязь между потоками ионов и воды в корне.

Особенности нитратного и аммонийного питания растений. Ассимиляция нитратного азота. Пути ассимиляции аммиака. Причины накопления избыточных количеств нитратов в растениях и пути их снижения в сельскохозяйственной продукции.

Минеральные вещества в фитоценозах и их круговорот в экосистеме.

Измерение параметров корневых систем в полевых условиях. Плотность и распределение корней в почве. Почва как источник питательных элементов для с.-х. культур. Влияние ризосферной микрофлоры на поглощение веществ. Взаимодействие между растениями. Особенности питания растений в беспочвенной культуре (гидро-, аэропоника и т.п.). Физиологические основы применения удобрений.

РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ

Понятие об онтогенезе, росте и развитии растений. Онтогенез и его периодизация, Клеточные основы роста и развития. Фитогормоны как факторы, регулирующие рост и развитие целостного растения. Химическая природа фитогормонов и их биосинтез в растениях. Локализация биосинтеза фитогормонов в растений. Передвижение (транспорт) фитогормонов. Особенности действия фитогормонов на рост тканей и органов, формирование семян и плодов. Физиологические функции фитогормонов. Фитогормоны и стрессовое состояние растений. Взаимодействие фитогормонов. Влияние фитогормонов на рост и морфогенез растений. Инактивация фитогормонов в растениях. Механизм действия фитогормонов. Использование фитогормонов и физиологически активных веществ в сельскохозяйственной практике.

Биотехнология. Основы молекулярной и клеточной биотехнологии.

Регенерация растений. Возможности метода культуры клеток и тканей в растениеводстве.

Локализация роста у высших растений. Зависимость роста от внутренних факторов. Ростовые явления. Методы измерения скорости роста. Зависимость роста от экологических факторов. Свет как фактор, регулирующий рост и развитие растений. Влияние температуры на рост. Влияние на рост влажности почвы и воздуха. Необратимые нарушения роста. Ритмы физиологических процессов. Движение растений. Фототропизм. Геотропизм.

Другие виды тропизмов. Настии.

Развитие растений. Морфологические, физиологические и биохимические признаки общих возрастных измерений у растений. Яровизация. Фотопериодизм. Физиология старения. Циклическое старение и омоложение растений и их органов в онтогенезе. Понятие о росте целостного растения.

Управление генеративным развитием и старением растений. Особенности роста растений в ценозе. Регуляция роста и онтогенеза.

Физиология формирования плодов, семян и других продуктивных частей растений. Физиология цветения. Физиология опыления и оплодотворения.

Формирование семян как эмбриональный период онтогенеза растений. Накопление и превращение веществ при формировании семян. Взаимодействие вегетативных и репродуктивных органов в процессе формирования семян.

Превращение веществ при созревании сочных плодов. Влияние внутренних и внешних факторов на качество семян.

Физиология покоя семян. Типы покоя семян и факторы их обусловливающие. Экзогенный покой. Эндогенный покой. Прекращение покоя семян.

Процессы, протекающие при прорастании семян. Физиологические основы хранения семян, плодов, овощей, сочных плодов и грубых кормов.

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ

Границы приспособления и устойчивости. Защитно-приспособительные реакции растений на действие повреждающих факторов. Обратимые и необратимые повреждения растений, их тканей и органов. Изменения физикохимических и функциональных свойств растительных клеток и тканей при повреждениях и процессы адаптации. Критические периоды воздействия стрессовых условий на растение. Пороги факторов внешней среды, после которых существенно страдает продукционный процесс. Адаптивный потенциал растений.

Холодостойкость. Физиолого-биохимические изменения у теплолюбивых растений при пониженных положительных температурах. Приспособление растений к низким положительным температурам. Способы повышения холодостойкости растений.

Морозоустойчивость. Условия и причины вымерзания растений. Закаливание растений, его фазы. Обратимость процессов закаливания. Способы повышения морозоустойчивости. Методы изучения морозоустойчивости растений.

Зимостойкость. Зимостойкость как устойчивость ко всему комплексу неблагоприятных факторов перезимовки. Выпревание. Вымокание. Гибель под ледяной коркой. Выпирание. Повреждение от зимней засухи. Способы повышения зимостойкости растений. Меры предупреждения гибели озимых хлебов. Методы определения жизнеспособности сельскохозяйственных культур в зимний и ранневесенний периоды.

Влияние на растение избытка влаги (устойчивость к переувлажнению). Факторы устойчивости против затопления.

Полегание растений и его причины (устойчивость к полеганию). Способы предупреждения полегания.

Засухоустойчивость растений. Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на растение. Особенности водообмена у ксерофитов и мезофитов. Влияние на растения недостатка влаги. Физиологические основы (особенности) засухоустойчивости сельскохозяйственных растений. Предпосевное повышение жаро- и засухоустойчивости. Диагностика жаро- и засухоустойчивости. Критические периоды в водообмене разных растений. Пути повышения засухоустойчивости культурных растений. Орошение как радикальное средство борьбы с засухой.

Солеустойчивость растений. Влияние засоленности на растения, механизмы толерантности. Типы галофитов. Солеустойчивость культурных растений.

Диагностика солеустойчивости растений. Возможности повышения солеустойчивости Устойчивость сельскохозяйственных растений к действию биотических факторов. Аллелопатические взаимодействия в ценозе. Аллелопатическое взаимодействие культурных растений и сорняков. Возможности ослабления негативных аллелопатических эффектов за счет условий питания, водообеспечения и создания специфических фитоценозов.

Проблема комплексной устойчивости сортов и гибридов сельскохозяйственных растений к биотическим и абиотическим факторам.

ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА

УРОЖАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Накопление определенных химических веществ — основной механизм формирования качества урожая сельскохозяйственных культур. Роль генетических и внешних факторов в интенсификации синтеза запасных веществ в продуктивных органах растений. Основные физиолого-биохимические процессы, происходящие при формировании продуктивных органов зерновых, зернобобовых, масличных, овощных, плодово-ягодных культур, картофеля, корнеплодов, кормовых трав. Влияние природно-климатических факторов и погодных условий на химический состав растений. Изменение качества урожая сельскохозяйственных культур в зависимости от условий минерального питания.

Оптимизация синтеза белков, сахаров, органических кислот, липидов, витаминов в запасающих тканях растений. Пути улучшения питательной ценности и качественного состава белков, липидов, углеводов и других ценных веществ, определяющих качество урожая сельскохозяйственных культур.

Формирование в ходе выращивания растений оптимального соотношения белков и углеводов, сахаров и органических кислот, липидов и витаминов, а также количественного и качественного состава минеральных веществ. Биохимические подходы в разработке приемов повышения экологической чистоты растительной продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Растение как самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся адаптивная система. Организменный уровень регуляции. Доминирующие центры. Полярность. Иерархия системы регуляции. Взаимодействие растений в ценозах.

Правильный выбор видов и сортов растений, создание наиболее благоприятных условий для роста, развития и максимальной продуктивности.

Практика получения высоких и устойчивых урожаев хорошего качества. Использование физиологических методов и показателей в селекционном процессе, технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

5. Объем дисциплины и виды учебной работы

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Программирование урожаев имеет цель - теоретически обосновать и практически реализовать максимальное аккуму­лирование солнечной энергии, наиболее полное использова­ние почвенно-климатических ресурсов, генетического потенци­ала районированных сортов, материальных и трудовых ресур­сов, получение экономически оправданных высоких урожаев и гарантированных валовых сборов продукции растениеводст­ва на промышленной основе.

При изучении курса студенты-заочники должны: - определить потенциальный урожай (Упу) по приходу фотосинтстически активной радиации (ФАР);

84. определить действительно возможный или реальный урожай (Удву) по влагообеспеченности почв и растений, био­климатическому потенциалу пашни (БКП), биогидротермическому показателю продуктивности пашни (КР), тепловымресурсам климата;

85. выявить причины несоответствия между фактически получаемыми урожаями (Уф), реально возможными и потен­циальными урожаями (Уф- Удву-Упу) и разработать техно­логии перехода из одного уровня урожаев к другому, более высокому;

-рассчитать нормы удобрений под программируемый урожай для каждого поля севооборота с учетом агрохимичес­ких показателей почвы, биологических особенностей культу­ры (сорта, гибрида, группы культур в пожнивных посевах), использования питательных веществ из почвы и вносимых удобрений;

— обосновать режимы орошения или осушения сельскохо­зяйственных культур;

86. заблаговременно определить фитометрические парамет­ры посева сзаданной продуктивностью (площадь листьев,фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фото­синтеза, продуктивность работы листьев) и обосновать нор­му высева под запрограммированный урожай;

87. разработать технологическую карту (сетевой график) возделывания культуры (сорта, гибрида);

88. собрать информативный материал по основным фак­торам роста и развития растений, почвенных, агрометеороло­гических параметров и осуществить корректировку расчетов программируемого урожая.

Программирование урожаев как самостоятельная агроно­мическая дисциплина базируется на физиологии растений, агрохимии, земледелии, агрометеорологии и растениеводстве. Его самостоятельное изучение обеспечит разработку комплексной программы урожая заданной величины и качества.

работу. Она помогает выявить, насколько студент овладел этой проблемой и сможет применять полу­ченные знания в практике интенсификации земледелия и рас­тениеводства.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Курс программирования урожаев рекомендуется изучать в следующем порядке.

Введение. Теоретические основы программирования урожа­ев сельскохозяйственных культур. Учет и использование основных факторов при программировании урожаев. Оптими­зация программирования урожаев на основе экономико-ма­тематического моделирования в условиях применения интен­сивных технологий.

ВВЕДЕНИЕ

Прорабатывая этот раздел программы, необходимо уяснить, какое значение имеет программирование урожаев как одно из важнейших проявлений научно-технического прогресса в земледелии и растениеводстве и какие задачи оно решает в целях оптимизации производства растениеводческой продук­ции на промышленной основе. Очень важно понять, что программирование урожа­ев — это метод комплексного подхода в реализации дости­жений агрономических наук для эффективного использова­ния природных ресурсов и урожайной способности райониро­ванных сортов.

Следует усвоить, что программирование урожаев предопре­деляет уровень квалификации агронома, умелое управление не только комплексом факторов формирования урожая, но и всеми звеньями технологического процесса сельскохозяйст­венного производства, обеспечивающего устойчивость земле­делия и растениеводства.

Вопросы для самопроверки

1.Программирование урожаев и его связь с другими агрономическими науками.

1) Роль программирования урожаев в реализации почвенно-климатичсских ресурсов.

2) Как реализуется генетический потенциал сортов при
программировании урожаев?

3) Программирование урожаев как наука об управлении
формированием урожая и технологическими процессами в
сельскохозяйственном производстве.

2.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Реализация потенциальной продуктивности сортов возмож­на только при диалектическом единстве основных факторов

жизнедеятельности растений в запрограммированных посе­вах. Здесь необходимо знание и правильное применение ос­новных законов и закономерностей земледелия и растение­водства.

Максимальное аккумулирование солнечной энергии посе­вами - теоретическая основа программирования урожаев. Необходимо привести приходы ФАР по зонам страны и пока­зать теоретически возможные урожаи основных сельскохозяй­ственных культур при различных КПД ФАР.

Следует хорошо знать физиологические, биологические, агрофизические, агрометеорологические, агрохимические и агротехнические основы программирования урожаев, отличие программирования от прогнозирования и планирования.

Важнейшей составной частью этого раздела является представление о теоретически возможном урожае, который обеспечивается по климатическим факторам, агрохимическим параметрам почв, фитометрическим показателям посевов и материально-техническим ресурсам, а также выявление при­чин несоответствия между фактически получаемыми в про­изводстве урожаями и теоретически возможными.

Понятие о потенциальной, действительно возможной и производственной урожайности - необходимое условие про­граммирования урожаев. Величина рассчитанного урожая тесно взаимосвязана с комплексом агротехнических меропри­ятий, своевременное и качественное выполнение которых обес­печивает реализацию генетического потенциала районирован­ных сортов и выявление роли отдельных факторов в достиже­нии заданной продуктивности.

Методы программирования урожаев сельскохозяйственных культур основаны на использовании агроклиматических фак­торов (ресурсы света, тепла и влаги) и почвенных показате­лей (содержание азота, фосфора, калия, гумуса, рН). Они подразделяются на лимитирующие и не лимитирующие фак­торы.

Изучите формулы, используемые для теоретического обо­снования урожаев сельскохозяйственных культур.

Проработайте вопросы: современные КПД ФАР в усло­виях производства и пути повышения КПД ФАР в регулиру­емом земледелии; интенсивные севообороты по зонам страны, максимально реализующие солнечную энергию.

Вопросы для самопроверки

Что определяет теоретические основы программирова­ния урожаев?

Физиологические основы программирования урожая. Его составляющие. Структура урожая. Управление элемента­ми структуры урожая.

Биологические основы программирования урожая. Па­раметры, определяющие величину урожая.

Агрофизические основы программирования урожая.
Их использование при определении продуктивности растений.

Агрометеорологические основы программирования уро­жая. Прогнозирование сумм температур и суммарного водопотребления посевов.

Агрохимические основы программирования урожая.
Агрохимические показатели почв, определяющие величину урожая.

Агротехнические основы программирования урожая.
Технологическая карта (сетевой график) возделывания куль­туры.

Законы и закономерности земледелия и растениевод­ства. Их понимание и правильное использование при програм­мировании урожая.

Понятие программирования, планирования и прогнози­рования. Их отличие.

Что такое потенциальный, действительно возможный и производственный урожай?

Методы программирования урожая. Комплекс факто­ров и их оптимизация.

Как рассчитать КПД ФАР? Каковы современные КПД ФАР?

Интенсивные севообороты как основа максимального аккумулирования ФАР.

Формулы, применяемые для определения потенциаль­ной и реальной урожайности.

УЧЕТ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ ПРОГРАММИРОВАНИИ УРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Вопросы этого раздела следует изучать в следующем порядке.

Комплекс метеорологических факторов, определяющих состояние и продуктивность сельскохозяйственных культур.

Система удобрений при программировании урожаев. Оптими­зация условий водно-воздушного режима почвы при програм­мировании урожаев. Защита растений от болезней, вредите­лей и сорняков в условиях программирования урожаев. Тех­нологическая карта и ее реализация с учетом меняющихся условий фотосинтеза - - основное звено получения програм­мируемых урожаев. Система машин для интенсивной техно­логии. Организационно-технические мероприятия, обеспечи­вающие получение программируемых урожаев.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.005)

Программирование урожаев сельскохозяйственных культур, Можаев Н.И., Серикпаев П.А., Стыбаев Г.Ж., 2013.

Условия увлажнения в почвенно-климатических зонах РК.
По условиям увлажнения районами со стабильными возможностями для возделывания сельскохозяйственных культур считаются такие,
где выпадает не менее 400-500 мм в год, из которых не менее 300-350 - за вегетационный период, а регионы, в которых выпадает меньшее количество осадков, относят к зонам рискованного земледелия.

Среднее многолетнее количество осадков в Казахстане колеблется от 250 до 335 в степной и лесостепной зонах, до 450-560 мм - в предгорных зонах, снижаясь в пустынной зоне до 100-150 мм (табл. 1.1), поэтому даже самые северные лучшие в земледельческом отношении районы республики входят в зону рискованного земледелия.

Для всякого агрария годы делятся на удачные и провальные, причем вторые случаются в среднем чаще: то дожди зарядят в самый неподходящий момент, то наоборот, засуха ударит. Из-за этой нестабильности, кроющейся в самой природе сельского хозяйства, предсказывать урожай – а значит, и строить финансовые планы – очень тяжело. И каждый фермер или руководитель крупного хозяйства, пожалуй, втайне мечтает о волшебном приеме, с помощью которого можно было отменить или хотя бы нивелировать погодные капризы.

– Валентин Иванович, расскажите, пожалуйста, на чем основывается технология программирования урожая?

– В последние годы на Юге России почти не пользуются популярностью интенсивные технологии возделывания – за исключением, может быть, овощеводов. Почти все практикуют нормальные или экстенсивные технологии, и такой год, как 2017-й, лишь препятствует распространению интенсивного сельского хозяйства: когда все получается, можно с этим переходом и не торопиться. Дело в том, что настолько хорошие годы, как этот, случаются раз в четверть века или даже реже. Агрометеорологические условия почти на всей территории России были поразительно близки к биологическим потребностям растений, к тому идеалу, какой обычно прописывается в учебниках.

– Соответственно, технология эта внедрялась в позднесоветское время в колхозах и совхозах, а потом перестала быть востребованной?

– Технология действительно развивалась, внедрялась в колхозах и совхозах вплоть до распада Советского Союза. На наш полигон, на опытную станцию на Горной Поляне, регулярно приезжали самые серьезные гости и инспекции, вплоть до госкомитета, и пристально наблюдали за тем, какие результаты мы показываем. Фактически, эксперимент длился с 1975 года до середины 1990-х гг.

Важно, что параллельно мы занимались внедрением программирование урожая в производство. Эта задача была сложной, потому что контролировать необходимо до 10 различных факторов: NPK в почве, уровень солнечной радиации, температурный режим, подбор ростов и многое другое. Работать с таким объемом информации было нелегко, поэтому в 1978 году была создана Областная служба программирования урожая: целая рабочая группа, которая с помощью ЭВМ следила за всеми факторами. Начав с площади в 12 тыс. га под экспериментом, к началу 1990-х гг. мы вышли на 100 тыс. га программированных урожаев. 600 полей под орошением у нас было запаспортировано по всем факторам и в динамике за долгие годы исследовано. Опираясь на эти данные, агрономы могли с выдающейся точность прогнозировать результаты и оптимизировать затраты.

– То, что вы описываете, напоминает современные системы точного земледелия, с применением геоинформационных технологий.

– Возможно ли сейчас использование этой технологии с нуля – грубо говоря, по звонку Валентину Ивановичу Филину?

Теория программирования урожая позволяет обосновать и экспериментально установить в каждой природной зоне комплекс наиболее значимых факторов, оказывающих действие, гарантирующих, как минимум, 85–90% реально достижимой урожайности. В многолетних экспериментах учеными Волгоградского СХИ/ГАУ было доказано, что при программировании урожаев зерновых, кормовых, технических и овощных культур, аккумулирующих до 3,5–5,0% приходящей ФАР (солнечной энергии), можно из всего множества факторов ограничиваться комплексным учетом следующих:

– биологического потенциала продуктивности культуры (сорта, гибриды) и структуры посева (густота стояния растений, размещение их по площади);

– агрофизических свойств почвы и влагообеспеченности растений;

– наличия в почве доступных растениям питательных веществ и ресурсов органических и минеральных удобрений (NPK, микроэлементы);

– поступления фотосинтетически активной солнечной радиации (ФАР), тепловых ресурсов и температурного режима территории (продолжительность периодов со среднесуточной температурой воздуха выше 0º С, +5º С, +10º С);

– способа и глубины обработки почвы; концентрации углекислого газа (СО2) в приземном слое атмосферы (активная зона посева).

Беседовал Александр Акулиничев ("Рынок АПК")

Если вам оказалась полезна эта статья, ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал!


ОПК-4 – владение методами оценки состояния агрофитоценозов и приемами коррекции технологии возделывания сельскохозяйственных культур в различных погодных условиях;

ОПК-5 – владение методами программирования урожаев полевых культур для различных уровней агротехнологий;

ПК-1 – готовность использовать современные достижения мировой науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах;

- методов оценки состояния агрофитоценозов и приёмов коррекции технологии возделывания сельскохозяйственных культур в различных погодных условиях;

- приёмов оптимизации фотосинтетической деятельности и влагообеспеченности растений при формировании расчётного урожая;

- теоретических основ программирования урожаев сельскохозяйственных культур и принципы программирования.

- владеть методами оценки состояния агрофитоценозов и приёмами коррекции технологии возделывания сельскохозяйственных культур в различных погодных условиях;

-использовать современные достижения мировой науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах;

- обеспечить экологическую безопасность агроландшафтов при возделывании сельскохозяйственных культур и экономическую эффективность производства продукции;

- самостоятельно обучаться новым методам исследования, изменять научный и научно-производственный профиль своей профессиональной деятельности.

- владения методами оценки состояния агрофитоценозов и приёмами коррекции технологии возделывания сельскохозяйственных культур в различных погодных условиях;

- использования современных достижений мировой науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах; обеспечения экологической безопасности агроландшафтов при возделывании сельскохозяйственных культур и экономической эффективности производства продукции;

- корректировки программы формирования урожая путём управления ростом и развитием с.-х. культур в определённые периоды вегетации;

- профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов; разработки адаптивно-ландшафтные системы земледелия для сельскохозяйственных организаций;

- самостоятельного обучения новым методам исследования, изменения научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности

Модуль 1. Теоретические основы научного сопровождения технологий выращивания и программирования урожаев сельскохозяйственных культур

Модуль 2. Потенциальная продуктивность с.-х. культур, уровни урожайности, их определение и обоснование

Модуль 4. Управление ходом формирования урожая и качеством основной продукции в конкретных условиях возделывания

Модуль. Обоснование мероприятий по защите растений от вредителей, болезней, сорняков и охраны окружающей среды

Модуль дисциплины

Название практических занятий

Модуль 1.
Теоретические основы научного сопровождения технологий выращивания и программирования урожаев сельскохозяйственных культур

Занятие 1. Теоретические основы научного сопровождения технологий выращивания и программирования урожаев сельскохозяйственных культур как наука и основа современных технологий. Анализ и обоснование принципов программирования урожаев основных полевых культур Ростовской области

Занятие 2. Факторы, определяющие рост, развитие растений, урожай и его качество. Анализ нерегулируемых, частично регулируемых и регулируемых факторов для основных полевых культур.

Занятие 3. Комплекс метеорологических факторов, определяющих состояние и продуктивность сельскохозяйственных культур (Анализ конкретных ситуаций (case study))

Занятие 4. Вероятность неблагоприятных явлений в районах интенсивного земледелия и учет их при программировании урожая (Анализ конкретных ситуаций (case study))

Занятие 5. Солнечная радиация и фотосинтетическая деятельность растений в посевах при программировании урожаев. Расчет прихода фотосинтетически активной радиации (ФАР) за период вегетации с.-х. культур, различных по биологии, назначению и зоне возделывания

Занятие 6. Физические и агрохимические свойства пахотного слоя почвы, их влияние на продуктивность полевых культур

Модуль 2.
Потенциальная продуктивность с.-х. культур, уровни урожайности, их определение и обоснование

Занятие 7. Агроклиматические ресурсы территории возделывания и их связь с продуктивность растений. Расчет биоклиматического потенциала (БКП) в различных природно-климатических зонах Ростовской области.

Занятие 8. Биологические особенности возделываемых культур, их учет при подборе сортов и обоснование. Подбор и обоснование сортов различных с.-х. культур к конкретным экологическим условиям возделывания. (Анализ конкретных ситуаций (case study))

Занятие 9. Возможный (потенциальный) урожай с.-х. культур и его определение. Расчет возможных (ВУ) урожаев основных полевых культур по приходу фотосинтетически активной радиации (ФАР).

Занятие 10. Действительно-возможный урожай с.-х. культур и его определение. Расчёт действительно-возможных урожаев основных полевых культур по влагообеспеченности посевов

Модуль 3.
Структурные показатели посевов заданной продуктивности

Занятие 11. Фитометрические показатели посевов заданной продуктивности. Расчет фитометрических показателей посевов заданной продуктивности (на ДВУ).

Занятие 12. Структура биологической продуктивности с.-х. культур и ее связь с урожайностью. Расчёт структурных параметров посевов на программируемый урожай. (Анализ конкретных ситуаций (case study))

Занятие 13. Оптимизация структурных показателей посевов в высокопродуктивных агроценозах. Расчет и обоснование норм высева семян (норм посадки) под программируемый урожай. (Работа в малых группах (команде))

Модуль 4.
Управление ходом формирования урожая и качеством основной продукции в конкретных условиях возделывания

Занятие 14. Точное земледелие – как основа программирования урожаев полевых культур. Программно-информационное обеспечение точного земледелия, знакомство, освоение, анализ

Занятие 15. Регулирование водного режима растений при программировании урожаев. Разработка и обоснование комплекса технологических приёмов по рациональному использованию влаги. (Анализ конкретных ситуаций (case study))

Занятие 16. Управление условиями минерального питания растений при программировании урожаев. Расчёт норм удобрений на программируемый урожай. Разработка системы удобрений. (Работа в малых группах (команде))

Занятие 17. Модель высокопродуктивного посева. Разработка и построение модели высокопродуктивного посева программируемой культуры в конкретной зоне возделывания. (Работа в малых группах (команде))

Модуль 5.
Обоснование мероприятий по защите растений от вредителей, болезней, сорняков и охраны окружающей среды

Занятие 18. Размеры потерь урожая от вредителей, болезней, сорняков. (Анализ конкретных ситуаций (case study))

Занятие 19. Химические средства защиты растений и влияние их на окружающую среду. Интегрированные методы защиты растений

Занятие 20. Агротехнические меры борьбы с вредителями, болезнями, сорняками в посевах культур. (Анализ конкретных ситуаций (case study))

Модуль 6.
Разработка и применение прогрессивных (интенсивных) технологий возделывания культур

Занятие 21. Технологические требования к новым техническим средствам в растениеводстве. Качественные характеристики технологий производства растениеводческой продукции. Технологические требования к техническим средствам для обработки почвы, для внесения удобрений.

Занятие 22. Технологические требования к техническим средствам для посева зерновых культур, для уборки зерновых, зернобобовых и крупяных культур, для послеуборочной обработки, сушки и хранения зерна (семян)

Занятие 23. Основные принципы разработки технологий возделывания полевых культур. (Работа в малых группах (команде))

Занятие 24. Составление современных операционных технологий возделывания ведущих сельскохозяйственных культур в различных агроландшафтах (Работа в малых группах (команде))

Пример урока: Модуль 6. Разработка и применение прогрессивных (интенсивных) технологий возделывания культур. занятие 21. подраздел: Качественные характеристики технологий производства растениеводческой продукции.

Дидактическая цель: дать знания по методике оценки и организации проверки качества обработки почвы и других полевых работ.

Воспитательная цель: привить обучающимся чувство ответственности за порученное дело, критическую оценку результатов своей работы.

1) таблицы с параметрами качества выполнения основных полевых работ, с результатами агротехнической и экономической оценки отклонений от этих параметров при возделывании сельскохозяйственных культур;

2) плакаты с рисунками контролирующих приборов и методов их использования при оценке качества обработки почвы и других полевых работ, с изображением результатов нарушения агротехнических требований;

3) кинофильмы по приёмам обработки почвы, по интенсивным технологиям возделывания основных сельскохозяйственных культур;

Рассматривая вопрос о значении качества обработки почвы, посева и других элементов современной технологии возделывания сельскохозяйственных культур, необходимо подчеркнуть его возросшее значение при широком использовании таких средств интенсификации земледелия, как химизация, мелиорация, комплексная механизация и автоматизация производства. На примерах местных хозяйств следует показать, что отклонение от установленных, научно обоснованных качественных параметров обработки почвы, посева, ухода за сельскохозяйственными культурами снижает эффективность орошения или осушения, минеральных удобрений, пестицидов, снижает плодородие почвы, вызывает ее эрозию и в конечном итоге приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Поэтому контроль качества выполнения полевых работ осуществляется постоянно, это одна из основных задач повседневной деятельности агронома. Для этого он должен хорошо знать основные параметры и требования к выполнению всех технологических операций в поле, факторы, влияющие на качество полевых работ.

Отвечая на такие и им подобные вопросы, обучающиеся самостоятельно подходят к выводу о том, что контроль качества обусловлен такими факторами, как технологические требования к выполнению полевых работ (сроки, глубина и равномерность обработки почвы, посева, ухода, ширина междурядий, нормы и способ посева, отсутствие огрехов и т.д.), а также неоднородность почвенного покрова по макро- и микрорельефу, по физико-химическому составу почвы, степени ее увлажнения, по степени эродированности и т.д.

На примерах следует показать, как несвоевременность и несоблюдение глубины вспашки, посева и других операций приводит к изреживанию всходов, ослаблению растений, к массовому засорению полей и к резкому снижению урожая. По схемам следует ознакомить обучающихся с основными показателями качества выполнения полевых работ, с помощью плакатов и фрагментов кинофильма показать устройство основных инструментов для контроля качества работ и приёмы правильного пользования ими. По схеме необходимо показать приёмы правильной разбивки поля на загоны и организации движения пахотных, посевных и других агрегатов, позволяющие избежать огрехов и других грубых нарушений технологии полевых работ.

Далее, вспоминая с помощью обучающихся приёмы основной обработки почвы и агротехнические требования к ним, следует дать методику контроля их соблюдения, а также особенности организации и технологии их выполнения, позволяющие предотвратить отклонения от заданных параметров. Точно, так же рассматриваются и вопросы контроля качества предпосевной подготовки почвы, посева и приёмов ухода. Основные положения излагаемого учебного материала должны иллюстрироваться соответствующими фрагментами кинофильмов по обработке почвы в условиях интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур с активизацией обучающихся по каждому из них.

При изложении вопроса о системе контроля и стимулирования качества выполнения полевых работ необходимо рассказать о роли агронома, подчеркнуть значение новых прогрессивных форм организации труда, бригадного подряда и других приёмов, повышающих заинтересованность в конечных результатах труда, а, следовательно, и в стимулировании соблюдения качества полевых работ их исполнителями.

Используя опыт передовых хозяйств, необходимо показать, какие результаты даёт такая организация труда, когда каждый сам себе контролёр, когда решающим фактором в повышении качества полевых работ и всей культуры земледелия является человеческий фактор [2].

Для закрепления учебного материала обучающимся задают несколько вопросов по теме урока, ответы на них подкрепляют демонстрацией соответствующих фрагментов кинофильма или плакатов по методике контроля качества выполнения основных полевых работ. Помимо основного материала учебника по теме урока, следует поставить перед обучающимися задачу повторить материал по системам обработки почвы в севообороте в связи с тем, что по этой теме следующий урок будет проведён в одном из ближайших хозяйств.

Читайте также: