1.Обзор используемой литературы
Уже очень давно идут обсуждения проблемы о развитии и совершенствования минимизации обработки почвы. Таким давним спорам есть 2 причины:
1) Агротехническое воздействие на почву затрагивает экологическую, социальную и экономическую сферы жизнеобеспечения человека.
2) Это природный потенциал – научно-технически развитый аграрный сектор, традиции и опыт страны.
Во времена освоения целинных и залежных земель 1954-1965 г. земледелие Сибири столкнулось с массовым проявлением ветровой эрозии почв, что и подвело к необходимости перехода на почвозащитную обработку почвы. В 70-ых годах на территории Западной Сибири получила распространение почвозащитная система земледелия А.И.Бараева. К сожалению почвозащитная обработки почвы А.И. Бараева, которая была направлена на защиту почвы от ветровой эрозии, преодоление засухи за счет накопления зимних осадков, усиливала засоренность посевов.
В начале 80-ых годов во время расширенного применения агрохимикатов, в Западной Сибири проводились опыты по изучению систем обработки почв на различных уровнях интосификации. Эти исследования получили развитие и вскоре СибНИИЗХим под руководством В.И. Кирюшина организовала стационарные многофакторные опыты во всех почвенно-климатических зонах.
По результатам этих опытов многие эксперты отдают предпочтение комбинированной системе обработки почв, которая сочетает глубокие, мелкие безотвальные и отвальные обработки.
Стоит отметить, что многие ученые признали почвозащитную обработку почвы, хотя до недавнего времени не отдавали ей свое предпочтение. Таких позиций был М.К Сулейменов, И.Г. Зинченко, которые до 80-ых годов отдавали свое предпочтение гербицидным парам. Были ученые, которые изначально выступали против глубоко рыхления пара, такие как Колмаков П.П. и Милащенко Н.З. Заключительным аккордом на тему почвозащитной обработки почвы выступили работы Кулундинской сельскохозяйственной опытной станции, которые пришли к выводу, что в условиях их зоны 2-е плоскорезные обработки заменяют систематическое применение гербицидов в системе 4-х полного севооборота.
Кулундинская степь – это зона, которая не поддается общим меркам в земледелии Сибири.
Сдобников С.С. утверждал: «Основным принципом обработки почвы является правильная последовательность в соответствии с годами глубокой обработки почвы, обычного отвала и поверхностной…». Многие ученые уважали его и не могли не согласиться с его словами.
В тоже время проходили исследования в условиях северной лесостепи, где в течении 20 лет на посевах пшеницы проводилась только плоскорезная или поверхностная обработка почв. В результате выяснили, что урожайность пшеницы при почвозащитной обработке примерно ровна урожаю парового поля. Отсюда можно сделать вывод, что при высокой интенсификации растениеводства, минимизация обработок почв под зерновые культуры не имеет ограничений.
Некоторые считали, что есть необходимость периодической вспашки при длительной безотвальной обработки почвы и связывают это с дифференциацией пахотного слоя. Однако, при обороте пласта почвы при вспашке нарушаются условия жизнедеятельности аэробных и анаэробных бактерий, большинство из них просто погибает. После вспашки требуется время для восстановления нормального функционирования почвенной биты. Именно по этой причине многие авторы утверждают, что дифференциация горизонтов почвы может происходить в любой почве.
О пользе почвозащитной обработки почвы высказался В.Р. Вильямс. Он говорил о важности почвенной структуры и роли гумуса в ее образовании и предложил гипотезу о возможности гумусообразования под действием разложения без доступа кислорода подземной биомассы однолетних культур при проведении безотвальной обработки почвы. Мелкое лущение Вильямс предлагал использовать при борьбе против сорной растительности. Однако, Мальцев Т.С. считал: «Что чем меньше обработок приходится на пахотный горизонт, тем меньше времени уходит на процесс восстановления его структуры, которая является одним из важнейших факторов плодородия почвы, а также его распыление становится меньше», [9].
Обзор литературных источников по эффективности основной обработки почвы можно сделать вывод, что вспашка имеет ряд преимуществ и недостатков. Она может уступать по урожайности плоскорезной обработки, так и превосходить.
Причины, которые влияют на это:
- Расположение рельефа и другие природные или приобретенные в процессе окультуривания различия свойств почвы.
- Временная и пространственная изменчивость расхода и переноса в почву тепла и влаги
- Применения разных уровней средств интенсификации в технологии возделывания сельскохозяйственных культур: агротехнические, биологические и химические средства защиты растений, минеральные и органические удобрения,[12].
2 Характеристика возделываемой культуры.
2.1 Народно-хозяйственное значение культуры
Пшеница как продовольственная культура один из основных источников энергии для человека и животных. Ее значение, как мировой культуры будет постоянно расти, т.к. она представляет собой питательную и экономически выгодную продовольственную культуру, которую можно выращивать в очень широких и разнообразных условиях.
По сравнению с другими продовольственными культурами, зерновые в мировом земледелии занимают около 55% всей пашни. Это показывает, что значение зерновых культур огромно и разнообразно в агротехническом, продовольственном и кормовом отношении.
О качестве пшеницы судят по ее пригодности для производства определенной продукции (хлеба или макарон). В зависимости от целевого назначения пшеницы предъявляются различные требования.
Яровая пшеница в зерновом балансе страны занимает ведущие место, поэтому подъем ее урожаев – важнейшая народнохозяйственная задача. В нашей стране высевают свыше 100 сортов яровой пшеницы, которые отличаются рядом биологических и хозяйственных особенностей.
Как пищевой продукт пшеница питательна, калорийна, ее легко хранить, перерабатывать. Из нее получают усвояемые продукты питания пригодны для использования в кулинарии.
Солома и мякина, получаемые в процессе очистки зерна, обладают большой питательной ценностью, благодаря чему их используют как корм скоту, [17].
2.2 Морфологическое описание культуры
Пшеница относится к семейству Роасеае (мятликовые), роду Triticum L., который насчитывает 22 вида, хорошо различимых по морфологическим и биологическим признакам. Для практических целей все виды пшеницы удобно объединить в две группы: голозерные и полбяные (пленчатые). Голозерные пшеницы имеют неломкий колосовой стержень, колос после созревания не распадается на отдельные колоски. Зерно при обмолоте освобождается от колосковых и цветковых чешуй. Полбяные (пленчатые) пшеницы имеют ломкий колосовой стержень и колос, при созревании легко распадающийся на отдельные колоски. Зерно при обмолоте остается в колосках, и для выделения его требуется специальное оборудование.
Виды яровой пшеницы разливают по следующим признакам: наличие или отсутствие остей, опушенность колоса, окраска колосковых чешуй, окраска остей, окраска зерна, форма колоса, размер килевого зубца, форма колосковых чешуй, форма плеча колосковых чешуй, форма зерна и др.
В настоящее время распространено всего два вида - мягкая (Triticum aestivum) и твердая (Triticum durum) пшеница. Мягкая пшеница широко используется в хлебопечении, а твердая – дает высококачественную муку крупчатку, используемую для изготовления лучших макарон и вермишели для получения макаронных изделий, [13].
Мягкая имеет озимые и яровые формы, твердая в основном яровые, но есть и озимые, которые в настоящее время все чаще начинают возделывать.
Растение яровой пшеницы достигает высоту до 1,5 м, его длина главным образом зависит от сорта и условий возделывания. Стебель представляет собой соломину. Стебель состоит из узлов (утолщения) и междоузлий (участки между узлами).
Лист состоит из листовой пластинки, которая выходит из влагалища. Длина листовой пластинки в среднем составляет 10-40 см, а ширина 0,8-2,5 см. На границе влагалища и листовой пластинки располагается язычок (лигула), по обеим его сторонам образуются ушки. Имеются безлигульные формы.
Корневая система пшеницы мочковатая, имеет два типа корней: зародышевые и придаточные (узловые) вторичные, число зародышевых корней у озимой пшеницы – 3 у яровой – 5. Стебель (соломина) прямой, цилиндрический, полый по всей длине, имеет 5-7 междоузлий, разделенных стеблевыми узлами. Из узла нижней части стебля (узла кущения) образуются 1-2 боковых побега.
Соцветие – колос, состоящий из колосового стержня (оси соцветия) и колосков. Колосовой стержень членистый, имеет уступы (колена), на каждом из которых расположено по одному колоску. Колосковые чешуи состоят их зубца, плеча и киля. Внутри колоса находятся 3 или 5 цветков. Цветок состоит из двух цветковых чешуй, между которыми, располагаются пестик с завязью и двулопастным перистым рыльцем. В цветке находится три тычинки и двугнездные пыльники.
Плод – зерновка, состоящая из зародыша, эндосперма, семенной и плодовой оболочек. Большую внутреннюю часть зерновки занимает эндосперм, которые содержит вещества необходимые для прорастания зародыша. Эндосперм состоит из двух частей: наружная часть – алейроновый слой и внутренняя часть - мучнистая и крахмалистая часть. Мучнистая и крахмалистая часть составляют 80-90% от массы всей зерновки. Щиток находится в нижней части зерновки и отделяет зародыш от эндосперма. Зародыш состоит из зародышевого стебля и корешков, а также почки. Щиток пропускает питательные элементы из эндосперма зародышу, [6].
2.3 Биологические особенности культуры
Пшеница – это растение длинного дня, которое относится к группе самоопыляющихся растений. Яровая и озимая пшеница имеют одни и те-же этапы и фазы развития органогенеза. Различают 6 фенофаз роста: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревание:
Прорастание. Фаза характеризуется поглощение воды зерновки всей поверхностью, быстрее всего влага поступает в зародыш, чем в эндосперм. Проросток злака, пробивающийся через слой почвы, покрыт видоизмененным прозрачным листом в виде чехлика, который называют колеоптиле. Предназначение колеоптиле – защита проростка от повреждений. Когда проросток выходит на поверхность почвы, под влиянием солнечного света колеоптиле прекращает рост и разрывается. В это время отмечают фазу всходов.
Кущение. По мере роста зародышевого побега первое междоузлие удлиняется, вынося ближе к поверхности почвы следующий узел, а почки, которые находились в зародыше, образуют первичный узел, к которому прикрепляются 1, 2, 3-й и др. зародышевые листья главного побега. Почки в пазухах этих листьев трогаются в рост, образуя узлы и боковые побеги 2-го и более высоких порядков. Кущение – процесс подземного ветвления стебля.
Трубкование (выход в трубку). Рост соломины начинается с удлинения нижнего междоузлия. Вслед за первым трогается второе и т. д. Момент удлинения первого междоузлия до 5 см считается началом фазы выхода в трубку.
Колошение (выметывание). Колос или метелка злака, формирование которых начинается в фазе кущения и заканчивается в фазе трубкования, выносятся наружу из влагалища верхнего (флагового) листа.
Цветение. Наступает вскоре после выколашивания или выметывания. У колосовых хлебов цветение начинается от середины и распространяется вверх и вниз по колосу. У метельчатых злаков первыми зацветают верхние и периферические колоски в метелке. Цветение распространяется сверху вниз и от периферии к центру. Пшеница, ячмень, овес, просо и рис – самоопылители. Рожь, тритикале, кукуруза и сорго – ветроопыляемые перекрестники.
Зерно образование и созревание. Процесс зерно образования три этапа – формирование, налив и созревание, которые делятся на фазы. Формирование зерновки начинается вскоре после оплодотворения. Сначала образуется зародыш потом эндосперм. Через 10–12 дней зерновка достигает окончательной длины, рост ее приостанавливается, начинается налив. Этот этап называется фазой молочной спелости, при этом влажность зерна не превышает 40 %. В фазе восковой спелости влажность снижается до 36–25 %. В конце восковой спелости влажность снижается до 21 %. В фазе полной спелости влажность снижается до 14 %, [3].
Отношение к теплу. Яровая пшеница – это холодостойкое растение, которое способно давать всходы при температуре 5…8. Оптимальная температура для прорастания семян 12…16. Всходы пшеницы способны переносить непродолжительные заморозки до -10. Наибольшую устойчивость к низким температурам наблюдаются в ранние фазы развития. У твердой пшеницы более низкая устойчивость к заморозкам.
Оптимальная температура во время кущения 10…12, в фазе колошения и молочной спелости наиболее благоприятная температура 16…23. Сумма активных температур 1500…1800.
Отношение к влаге. Для прорастания семян яровой пшеницы требуется 50-60 % воды от массы зерна. Потребление воды по фазам за весь вегетационный период неодинаково: всходы 5-7%, кущение 15-20%, выход растений в трубку и колошение 50-60%, молочная спелость 20-30 % и восковая спелость 3-5%. Период кущения и выхода в трубку являются критическими для яровой пшеницы. Нехватка влаги в эти периоды ведет к увеличению числа бесплодных колосков. В таких условиях пшеница быстро переходит от одной фазы к другой, что ведёт к резкому снижению урожая.
Требования к почве. Связи с плохой усвояемостью корней яровой пшеницы, она требовательна к гранулометрическому составу почв и наличию легкодоступных питательных веществ в ней.
Для мягкой пшеницы благоприятными почвами являются: все виды черноземов, каштановые, средне- слабоподзолистые почвы и дерново-подзолистые, но под них требуется дополнительное внесение извести, органических и минеральных удобрений.
Повышенная почвенная кислотность плохо влияет на пшеницу. Для формирования высоких урожаев требуются нейтральные или слабокислые почвы.
Из особенностей яровой пшеницы стоит отметить не дружность и изреженность ее всходов. Это явление часто наблюдается в южных и юго-восточных районах, где верхний слой почвы недостаточно увлажнен, а в северных районах наблюдается повышенная кислотность почв и поражение фузариозом. Из-за заторможенного развития всходов и слабого кущения, посевы яровой пшеницы часто угнетаются сорняками.
Период вегетации яровой пшеницы в зависимости от сорта условий возделывания колеблется от 70 – 115 дней, [2].
2.4 Болезни, вредители и сорные растения культуры
Яровая пшеница как и многие другие культуры угнетается болезнями, насекомыми и сорными растениями. Ниже приведены примеры следующих вредных организмов на территории Западной Сибири.
Вредители
Хлебная полосатая блошка. Развивается в одном поколении. Зимуют жуки под растительными остатками на целинных участях, в колках, лесополосах и на полях многолетних злаковых трав и частично на полях зерновых. Рано весной из зимовки выходят жуки и последовательно заселяют поля озимых зерновых, а затем и яровые зерновые разных сроков сева. Яйцекладка проходит в мае-июне.
Личинки питаются мелкими корешками злаков и перегноем и существенного вреда не причиняют, в конце июля-августа выходят жуки нового поколения и после некоторого периода питания перелетают в места зимовки.
В основном посевам зерновых культур вредят перезимовавшие жуки. Они выгрызают отдельными очагами мякоть листа, не трогая нижней кожицы.
В целом вредоносность хлебной полосатой блошки на зерновых в Сибири можно оценить как умеренную.
Яровая муха. В течение лета размножается в одной генерации. Зимует в стадии куколки в ложнококоне неглубоко от поверхности почвы. Весной мухи вылетают очень рано, сначала заселяют озимые. С появлением всходов перелетают на посевы яровой пшеницы и вскоре приступают к откладке яиц (на стебель за влагалище листа, преимущественно на главные стебли). На каждый стебель откладывают только одно яйцо. Стадия яйца в зависимости от температурных условий продолжается от 5 до 8 дней. Отродившиеся личинки проникают внутрь стебля и постепенно опускаются по нему к узлу кущения. Через 25—30 дней личинки заканчивают развитие и уходят в почву, где и зимуют. Растения, поврежденные яровой мухой, по внешнему виду нельзя отличать от растений, поврежденных шведской мухой. Установить, что стебель поврежден яровой мухой, можно лишь по спиральному ходу, который проделывает личинка яровой мухи при опускании от верхнего листа к узлу кущения.
Яровая муха - широко распространенный вредитель яровой пшеницы. Количество поврежденных стеблей достигает иногда 50%, урожай снижается на 20 – 30%. Вредит главным образом сортам мягкой пшеницы.
Пшеничный трипс. Весенний выход личинок из мест зимовки обычно начинается при прогревании почвы от 8°C и выше. Период метаморфоза сильно растянут (около месяца). Взрослые трипсы появляются в начале колошения озимых. По мере развития злаков сначала заселяют озимую рожь, затем озимую пшеницу. Наиболее интенсивный лёт совпадает с началом колошения яровой пшеницы, где и концентрируется основная масса имаго. Миграции происходят с потоками воздуха на высоте 1.5-2 м. Наиболее часто имаго питаются за влагалищем предпоследнего листа, высасывая соки из наиболее нежной части обвертки колоса. Яйца откладываются кучками по 4-8 штук, реже поодиночке, обычно на внутренней стороне колосковых чешуй и на стержень колоса. Период яйцекладки 25-35 дней. Личинки сначала питаются соком из колосковых чешуй и цветочных пленок, затем - соком зерновок. Максимум численности личинок приходится на период молочной спелости.
Сильно вредит пшенице, особенно яровой, с которой наиболее тесно сопряжен жизненный цикл. В меньшей степени вредит озимой ржи, ячменю и др. злакам. Вредят как взрослые особи, так и личинки (последние обычно более вредоносны), вызывая частичную или полную белоколосость, высыхание верхушки влагалищного листа, череззерницу, щуплость зерен, снижение посевных качеств семян, [5].
Болезни
Пыльная головня. Семенная инфекция. Пыльная головня проявляется в период появления колоса. В результате болезни разрушаются все части колоса, за исключением стержня, а пораженные колоски превращаются в черную споровую массу. Возбудитель пыльной головни пшеницы сохраняется в виде покоящегося мицелия в зародышах зерен пшеницы. Одновременно с прорастанием семян происходит активизация мицелия, и он распространяется в направлении точки роста растения. В период образования колоса патоген заселяет все его сформированные части, за исключением стержня. В дальнейшем из мицелия образуются телиоспоры, и пораженный колос содержит черную массу спор вместо зерен. С помощью ветра споры переносятся на соседние здоровые растения и инфицируют их в период цветения.
Источники инфекции: зараженное зерно. Благоприятные для патогена условия: высокая влажность почвы, температура – 20…25° С. В первый год происходит заражение завязей (период цветения), на второй развивается заболевание (период колошения).
Заболевание становится высоко вредоносным при несоблюдении защитных мероприятий. Потери урожая пропорциональны числу пораженных пыльной головней колосьев. Защитные мероприятия: протравливание семян и использование устойчивых сортов
Факторы, способствующие развитию болезни
1. Влажность воздуха выше 50% в сочетании с температурой 22-25°С во время выколашивания и цветения.
2. Ветреная погода в период цветения.
3. Поздний посев восприимчивого к болезни сорта.
4. Выращивание пшеницы вблизи пораженных посевов.
Фузариозная корневая гниль. Корневая инфекция. Возбудитель поражает корни, узлы кущения и основание стеблей. Инфицированные части растений буреют, разрушаются, иногда с образованием сухой гнили. Во влажных условиях на них образуются мицелий и спороношение гриба в виде налета различных оттенков белого или розового цвета. Листья желтеют и отмирают. Болезнь является причиной изреживания всходов, сокращения общей и продуктивной кустистости, белостебельности, образования недоразвитого колоса со щуплым зерном.
Болезнь встречается на пшенице, ячмене, овсе. В течение вегетации заражение осуществляется конидиями, распространяющимися воздушно-капельным путем. Сохраняется гриб в виде мицелия, хламидоспор, склероциев на растительных остатках, в почве, на поверхности и внутри семян.
Факторы, способствующие развитию болезни
1. Сухая и теплая погода с недостаточным или неустойчивым увлажнением почвы.
2. Чрезмерное содержание в почве нитратного азота.
3. Механические повреждения нематодами и насекомыми.
4. Севооборот с высоким насыщением зерновыми злаковыми.
