Біологічні та морфологічні особливості кукурудзи та вплив їх на технологію вирощування

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Сельскохозяйственные науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Біологічні та морфологічні особливості кукурудзи та вплив їх на технологію вирощування

Зміст

  • 1. Ботанічна характеристика кукурудзи
  • 2. Вимоги культури до умов вирощування
  • 3. Особливості росту і розвитку культури в даній зоні
  • 4. Аналіз технологій і засобів механізації вирощування кукурудзи
  • 5. Аналіз способів сівби кукурудзи

1. Ботанічна характеристика кукурудзи

Рід кукурудзи (Zea L.) представлений одним видом — кукурудзою (маїс) культурною (Zea mays L.). Перший ботанічний опис її як виду зробив Ліней у 1773 році. У різні часи класифікацією кукурудзи займалися багато дослідників.

В Росії професор Г.І. Шмараєв на основі детального багаторічного вивчення великої кількості зразків запропонував класифікацію, яка включає сім основних підвидів: розлусна, плівкова, крохмальна, кремениста, зубоподібна, цукрова, воскова. Кожен підвид поєднує від 5 до 25 різновидностей. Всі підвиди об'єднують 83 різновидності. Основним критерієм поділу сортів на різновидності, поряд з ознаками ендосперму, враховують забарвлення зернівки і квіткових плівок або стержні качана.

За морфологічними ознаками і біологічними особливостями кукурудза значно відрізняється від інших культур цієї родини. Однією з відмінностей є окреме розміщення на одній рослині чоловічих (волотей) і жіночих (качанів) суцвіть.

У кукурудзи виділяють 5 типів коріння, які розрізняються за строками утворення, особливостями росту і значенням у житті рослин.

Зерно проростає одним зародковим корінцем. Через 2−3 дні після проростання із зародка з’являються гіпокотильні, або бічні зародкові корінці, які розгалужуються і разом з першим зародковим корінцем утворюють первинну (зародкову) кореневу систему. Епікотильні корені розвиваються на першому міжвузлі. Вузлове коріння є основою кореневої системи. Спочатку росте воно близько від поверхні ґрунту, а потім заглиблюється.

Коренева система у кукурудзи мичкувата, багатоярусна, окремі корені проникають у ґрунт на глибину 2-Зм, сильно розгалужена.

Стебло кукурудзи — соломина 1,5−3,5 м і більше завдовжки, 2−5см завтовшки, виповнена пухкою серцевиною. Листки піхвові з листкової пластинкою до 70−100 см завдовжки і до 6−12см завширшки.

Кукурудза — перехреснозапильна однодомна роздільностатева рослина. Квітки зібрані в суцвіття. Чоловіче — волоть (або султан), жіноче — качани, які розвиваються із бруньок розміщених у пазухах листків.

Плід у кукурудзи — зернівка. У кукурудзи утворюються два типи суцвіть: на верхівці стебла — волоті з чоловічими, а в пазухах листків — початки з жіночими квітками.

Цвітіння волоті починається з середини центральної гілочки. Інтенсивність цвітіння залежить від температури повітря.

Запилення здійснюється в основному за допомогою вітру (в природних умовах), а в селекції - примусове.

Розрізняють такі фенологічні фази росту кукурудзи: проростання, сходи, поява 3-го листка, вихід у трубку (11−13-й листок), викидання волотей, цвітіння, формування і достигання зерна — молочна, воскова і повна стиглість.

Качан складається із стрижня. В комірках якого попарно розміщені колоски. Колоски двоквіткові, але зерно утворюється лише з однієї квітки. Тому качан завжди має парне число рядів зерен.

Зерно кукурудзи велике, округле або видовженої форми, частіше білого або жовтого забарвлення. За плівчастістю, зовнішньою і внутрішньою будовою зерна вид Zea mays L. поділяється на підвиди: крохмалиста або борошниста, розлусна, кремениста, зубовидна, напівзубовидна, кукурудза цукрова, крохмалисто — цукрова (поширена в Перу та Болівії), восковидна, (в нас майже не вирощують, але вона є перспективною, оскільки дає сировину для харчової промисловості); кукурудза плівчаста — це дуже рідкісний підвид.

За біологічними особливостями у кукурудзи виділяють такі фази росту і розвитку: набубнявіння насіння, проростання насіння, сходи, утворення третього листка, кущення, утворення п’ятого, сьомого та одинадцятого листків, вихід у трубку, викидання волоті, цвітіння волоті, цвітіння качана, молочна стиглість, воскова стиглість, повна стиглість.

кукурудза сівба вирощування культура

Гібриди кукурудзи значно різняться з, а вегетаційним періодом, а звідси і за потребою в теплі, воді, поживних речовинах і світлі. Різними є ці потреби кожного гібрида і протягом вегетаційного періоду.

У практиці і селекційній роботі за стиглістю розрізняють п’ять груп гібридів: ранньостиглі, середньоранні, середньостиглі, середньопізні, пізньостиглі. Визначення термічних показників різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи і забезпеченості кожної кліматичної зони теплом дають можливість науково обґрунтувати районування.

Для вирощування кукурудзи на зерно і силос в господарствах доцільно мати кілька гібридів різних груп дозрівання.

Основою технології вирощування на зерно і силос є високоврожайні гібриди, розміщення їх після кращих попередників. Оскільки кукурудза при високій агротехніці дає значні врожаї, навіть, коли її посіви розміщують на одному місці протягом кількох років, часто її висівають у сівозміні після озимої пшениці 2 роки підряд. Кращими попередниками для кукурудзи в Лісостепу є також зернобобові культури, а в районах достатнього зволоження — цукрові буряки.

У Лісостепу розміщення кукурудзи після озимини, зернобобових, кукурудзи, цукрових буряків, багаторічних трав, гречки, люпину та коренебульбоплодів забезпечує високі врожаї.

Кукурудзу вирощують в польових, кормових і спеціалізованих сівозмінах. А також на постійних ділянках як беззмінну культуру.

Із зерновими культурами у кукурудзи мало спільних ворогів — шкідників і хвороб, тому вона є цінним попередником. її висівають як кулісну культуру, а також післяжнивно і післяукісно.

Кукурудза має велике агротехнічне значення. Як просапна культура вона залишає після себе чисті від бур’янів поля з розпушеним ґрунтом і великим запасом органічних речових у вигляді коренів і стеблових решток.

2. Вимоги культури до умов вирощування

Температура. Кукурудза — теплолюбива рослина. Для проходження всього циклу розвитку їй необхідна сума активних температур (+10°С і вище) від 1700 °C до 3120 °C. Насіння кукурудзи проростає при 8−10°С. Сходи появляються при температурі не нижче 10−12°С. Приріст біологічної маси припиняється при середньодобовій температурі нижче 10 °C. При формуванні генеративних органів оптимальна температура повинна становити 19−23°С, а найбільш сприятлива для розвитку та росту кукурудзи — 25-ЗО°С.

Формування, налив і дозрівання зерна у кукурудзи, на відміну від зернових колосових проходить при температурах, які поступово знижуються, а повне дозрівання наступає в умовах помірного або недостатнього тепла.

Сума біологічно активних температур, за яких дозрівають скоростиглі гібриди, становить 1800−2000°С, середньо — і пізньостиглі - навіть — 3000−3200°С.

Волога. Щоб сформувався врожай зерна кукурудзи 35−40ц/га і зеленої маси 350−400ц/га потрібно протягом літа, щоб випало близько 300 мм опадів, з них в червні - серпні не менше як 200 мм.

Кукурудза добре переносить посуху до початку появи волотей, але якщо за 10 днів до їх появи і протягом 20 днів після появи спостерігається посуха, то врожайність значно знижується. Розвинута рослина витрачає 2−4кг води за добу. Кукурудза негативно реагує на пере зволоження ґрунту.

Світло. Це світлолюбива рослина короткого дня. Добре росте при інтенсивному освітленні, особливо в першій половині вегетації. Найшвидше зацвітає при 8−9 годинному дні Навіть незначне затінення молодих рослин спричиняє витягування і пожовтіння їх, що негативно діє на продуктивність посівів Мінімальне освітлення для кукурудзи — 1400−8000, а оптимальне 20 000−25 000л. к.

Елементи живлення та ґрунти. Високі врожаї дає кукурудза на чистих пухких ґрунтах з глибоким гумусовим шаром, забезпеченим вологою та поживними речовинами з РН 5,5−7. До таких ґрунтів належать чорноземні, темно — каштанові, темно — сірі суглинки та супіщані, а також заливні ґрунти. Оптимальна щільність ґрунту для цієї культури — 1,1−1,3г/см

На створення врожаю 1 ц зерна з відповідною кількістю листостеблової маси кукурудза споживає в середньому 2,4−3кг азоту, 1−1,2 кг Р205 і 2,5−3,0 кг К20.

3. Особливості росту і розвитку культури в даній зоні

Темпи росту і розвитку кукурудзи знаходяться в прямій залежності від температурного режиму і вологозабезпеченості. Особливо сильно реагує кукурудза на зміну зовнішніх умов і період посів — сходи. Тривалість періоду посів — сходи обумовлюється переважно температурним режимом на глибині ґрунту 10 см. Чим вище середня за вказаний період температура, тим менше за час проходить від посіву до сходів. Запаси вологи в ґрунті під час посіву в поєднанні з опадами практично у всіх зонах забезпечують отримання гарантованих сходів.

Тривалість періоду посів — сходи помітно впливає на схожість насіння: чим він довший, тим польова схожість нижча.

Середньодобові температури значно впливають на швидкість проходження окремих фаз і загальну довжину вегетації. Це добре простежується при висіві в ранні терміни. Посів і пізніші терміни скорочує період сходи — викидання мітелок. Так, при першому терміні посіву він склав 64, другому — 63 і третьому — 62 дні загальної тривалості вегетації.

Період від викидання мітелок до молочної стиглості зерна проходить найшвидше при температурі 24−26°С, при пониженні її тривалість його помітно збільшується. У меншій мірі залежить від температури тривалість періоду наливання — дозрівання зерна.

Темп приросту рослин у висоту є однією з важливих морфо біологічних ознак, по якому можна судити про реакцію рослин на зміну умов їх росту. У перші 15 днів після появи сходів середньодобовий приріст при оптимальному терміні посіву складає 1,2−2,4 см, в подальші одну-дві тижні помітно зменшується, що пов’язане з формуванням вузлового коріння. Надалі зростання рослин у висоту поступово збільшується і досягає максимуму, як правило, за 7 — 10 днів до викидання мітелок. До кінця цього періоду середньодобовий приріст різко знижується. Максимальний середньодобовий приріст в сприятливі роки досягає 6−7 см.

Процес листоутворення також має свої особливості. На початку листоутворення кожен черговий лист від 1 до 3 і від 8 до 10 з’являється через 1 — 2 дні, а від 3 до 8 і від 11 до 18 — через 3−6 днів. У несприятливих умовах (ґрунтова і атмосферна засухи, наявність в посівах бур’янів, ущільнений ґрунт спостерігається різка і тривала депресія листового апарату, що негативно впливає на урожай кукурудзи. Продуктивність листя значно змінюється як протягом вегетаційного періоду, так і залежно від прийомів відходу. За сприятливих умов, коли посіви чисті від бур’янів, інтенсивність зростання листя постійно підвищується. Встановлено два максимуми продуктивності роботи листя: у період викидання мітелок — цвітіння і в період наливання зерна. Перший пов’язаний з різким посиленням ростових процесів, а отже, і з посиленим споживанням продуктів асиміляції, що і сприяє підвищенню продуктивності роботи листя, а другий — з посиленим їх споживанням при наливанні зерна.

Абсолютний приріст надземної частини рослин (як у сирому, так і в сухому вигляді) значно залежить від температурного режиму і вологозабезпеченості. Найбільшу зелену масу кукурудза має у фазі молочної стиглості зерна. Проте в цей період накопичується всього близько ¾ урожаю сухої речовини. Тому прибирання кукурудзи в молочній стиглості, як правило, веде до великого недобору урожаю. Максимальну кількість сухої маси культура накопичує в кінці воскової - початку повної стиглості зерна.

Продуктивність кукурудзи залежить від динаміки появи і цвітіння мітелок і качана. За нормальних умов зростання на фоні високого рівня агротехніки звично розрив між цвітінням мітелок і появою ниток складає 2−5 днів. В той же час при високих температурах, низькій відносній вогкості повітря і обмежених запасах ґрунтової вологи він збільшується і, якщо складає понад 6 днів, продуктивність рослин різко знижується. Необхідно мати на увазі, що розриви між цвітінням мітелок і появою ниток може бути не тільки внаслідок несприятливих зовнішніх умов, але багато в чому визначається і низьким рівнем агротехніки, перш за все порушення термінів посіву. Як правило, висів погано відкаліброваного насіння, неякісний передпосівний обробка ґрунту, нерівномірна по глибині закладення насіння ведуть до появи недружніх сходів, збільшують відсоток рослин, що відстали, що зрештою знижує індивідуальну продуктивність рослин.

4. Аналіз технологій і засобів механізації вирощування кукурудзи

За порівняно обмежений історичний проміжок часу близько 45. 50 років Україна вирощувала кукурудзу по багатьом технологічним процесам, кожний із яких відображав рівень розвитку наукової думки, технічних засобів, засобів захисту рослин і економічного розвитку країни в цілому. Серед великого переліку технологій коротко розглянемо головні з них. Це наступні:

— механізована;

індустріальна;

інтенсивна;

інтенсивна малогербіцидна;

північно-осетинська;

астраханська;

Існує класичне визначення поняття технології.

Технологія — це сукупність заходів, що направлені на збереження і збільшення родючості ґрунту, охорони навколишнього середовища і людини, боротьбу з бур’янами, збільшення врожайності і на зниження затрат при вирощуванні кукурудзи.

Кожна із вище перерахованих в порядку їх використання в сільськогосподарському виробництві вирішували так чи по іншому основні напрямки технології.

Механізована технологія — охоплює епоху від середини 40-х рр до початку 60-х рр. XX століття і включає багато елементів ручної праці. В цей період науковими дослідженнями було встановлено оптимальні попередники і залежність врожаю кукурудзи від глибини орного горизонту.

Система передпосівної підготовки ґрунту включала раннє весняне боронування і дві передпосівні культивації. Основним способом сівби був квадратно — гніздовий, що забезпечував можливість проведення міжрядної обробки у двох напрямках.

Формування кінцевої густоти, знищення бур’янів у гніздах і в захисних зонах проводилося вручну. З середини 60-х років боротьба з бур’янами в механізованій технології почала проводитися з використанням гербіцидів. Використання ручної праці значно зменшилося.

Після закупки за кордоном гербіцидів ґрунтової дії, особливо Ерадикна 6Е, на території України почали впроваджувати індустріальну технологію вирощування, яка базувалася на новому для того часу високопродуктивному комплексі машин. В цей час в країні з’являються сівалки для пунктирної сівби СПЧ-6М, СПЧ-8М, СУПН-6, СУПН-8, обприскувач ОПШ-15, кукурудзозбиральні комбайни «Херсонець-7», КОП-1,4, перші зразки кукурудзозбиральних приставок ППК-4 для збирання кукурудзи з обмолотом качанів.

Вищим досягненням науково-технічної і агротехнічної думки стала розробка і впровадження зональних інтенсивних технологій, основаних на використанні гербіцидів загально винищувальної дії, ґрунтових і після сходових (страхових) гербіцидів. До цього часу (кінець 80-х років XX століття) у виробництві з’явилась ціла гама просапних пунктирних сівалок СУПН-8, СУПН-8−01, СУПН-8 А, СКПП-12, а в кінці століття і закордонних просапних сівалок Kinze-2000 (Джон-Дір-М-7100), Accord, просапних культиваторів нового покоління КРК-5,6, обприскувачів ОП-2000, приставок КМД-6, КМР-6 до зернозбиральних комбайнів Дон-1500, Дон-1200, Лан, Славутич.

Парк збиральних машин країни поповнився зернозбиральними комбайнами закордонного виробництва таких всесвітньо відомих фірм як Claas, Massey Fergysson, Case, John Deere та ін.

Малогербіцидна технологія як різновид інтенсивної технології, передбачає використання комбінованих агрегатів, що суміщають в одному проході виконання декількох операцій, наприклад, передпосівної культивації, сівби і стрічкового (в зону рядка) внесення ґрунтових гербіцидів, або сівбу з стрічковим внесенням гербіцидів, або культивацію міжрядь з обробкою гербіцидами захисних зон. Крім цього, малогербіцидна інтенсивна технологія передбачає використання нових робочих органів для боротьби з бур’янами в захисних зонах рядків культурних рослин, наприклад, пруткових пружинних прополочних борінок, плоскорізних і корпусних підгортачів та ін.

Північно-осетинска технологія основана на нарізанні гребенів культиватором-гребнеутворювачем в осінній період. Відстань між гребнями складає 700 мм. Весною цим же культиватором гребні поправляють, а при сівбі кукурудзи гребневою сівалкою спеціальний робочий орган зрізує верхню частину гребня разом з бур’янами, що проросли на глибину 6.8 см і одночасно в гребінь проводиться сівба кукурудзи. Технологія використовується в зонах із збитковою зволоженістю. Випробування північно-осетинської технології в степовій зоні України привело до зниження врожайності зерна.

Астраханська технологія розроблена в астраханському науково-дослідному інституті овочівництва. її мета — знизити пестицидне навантаження на ґрунт, забезпечити отримання екологічно чистих продуктів. Ця мета реалізується за рахунок різкого зменшення захисної зони при проведенні догляду за посівами просапних овочевих культур з 240. 260 мм до 40. 50 мм. При цьому рух просапного культиватора і його окремих секцій стабілізується від коливань в горизонтальній площині за рахунок ножів-копірів в направляючих щілинах, які нарізаються при сівбі насіння овочів просапними сівалками. Астраханська технологія забезпечується оригінальними робочими органами для боротьби з бур’янами в захисній зоні рядка культурних рослин. Обидві останні технології не виключають використання хімічних заходів боротьби з бур’янами при стрічковому внесенні робочих розчинів гербіцидів у захисну зону, як правило, одночасно з сівбою.

Підводячи підсумок короткому огляду технологій і технічних засобів для їх реалізації, можна констатувати, що незалежно від назви технології в кінцевому підсумку всі вони переслідують головну мету — захист ґрунту, навколишнього середовища і людини, отримання максимально можливих врожаїв в конкретних погодних умовах при одночасному зниженні затрат на гектар і на одиницю отриманої продукції.

У зв’язку з переходом України до ринкової економіки і до світових цін на сировину і продукцію підіймається питання економії паливно-мастильних матеріалів. В зв’язку з цим, як етап подальшого розвитку інтенсивних технологій, з’явилася енергозберігаюча технологія вирощування кукурудзи на зерно. Завдяки впровадженню елементів енергозбереження на всіх моментах реалізації технології - суміщення операцій весняного комплексу, повне завантаження потенційних можливостей тягових машин, оптимізація кількості і ступені активності дії на ґрунт при його обробці та ін. — вдалося без зниження врожайності зерна знизити витрату паливно-мастильних матеріалів з 125. 130 л/га до 95 л/га.

Наряду з важливістю других елементів технології, найбільш актуальним є сівба кукурудзи, її якість і кількість в одиницю часу.

5. Аналіз способів сівби кукурудзи

В 40-х роках минулого століття основним способом сівби кукурудзи був квадратно-гніздовий, який здійснювався просапними сівалками на першому етапі СКГК-6 В, на другому — СКНК-6 і СКНК-8. Формування гнізд здійснювалось за рахунок шайб мірного дроту. Квадратно-гніздовий спосіб сівби кукурудзи був виправданий у зв’язку з відсутністю в країні гербіцидів, і боротьба з бур’янами проводилася за рахунок 2-х-З-х поздовжньо-поперечних культивацій міжрядь з широким використанням ручної праці при знищенні бур’янів в захисних зонах гнізд.

При квадратно-гніздовій сівбі з метою отримання необхідної густоти рослин в гніздо висівалося 3.4 іноді 5 насінин. Така велика кількість рослин, що росли на обмеженій площі приводила до внутрішньовидової боротьби і в цілому не дозволяла сформувати однаковий урожай на всіх качанах всіх рослин. Врожайність зерна не перевищувала 25. 28 ц/га, сівалка мала надзвичайно низьку продуктивність, що не перевищувала 12. 13 га за робочу зміну. Звичайно, такі показники не могли задовольняти необхідності сільськогосподарського виробництва. Наукові розробки та винаходи дозволили перейти на більш прогресивний і більш продуктивний спосіб сівби кукурудзи — пунктирний. При цьому способі сівби насіння висівним апаратом і загортаючими робочими органами розподіляються в рядку достатньо рівномірно, що забезпечує наближено одинакові умови для розвитку рослин.

Продовжуючи огляд способів сівби кукурудзи, необхідно відмітити різноманітні варіанти забезпечення однакової площі живлення для кожної окремо взятої рослини. В ідеальному випадку рівність площ живлення досягається при вкладанні насіння в центр перетину діагоналей квадрата (рис. 2. 1)

У цьому випадку площа живлення складе:

де N — густота розміщення насіння, при S = а2; де, а — сторона квадрата

Як видно із останнього рівняння, сторона квадрата зворотно пропорційна кореню квадратному із густоти розміщення. Так як цей показник варіює в дуже широких межах, говорити про ідеальний розподіл насіння по площі живлення не можна. У зв’язку з цим і по результатам багаторічних досліджень встановлена ширина міжрядь в 700 мм, а друга сторона — це інтервал між насінинами в рядку — змінюється в залежності від густоти.

В плані розташування рядка насіння необхідно відмітити, що сівба кукурудзи може бути гладенькою, гребеневою або борозневою.

Гладенька сівба — загальноприйнята, займає більшість площ вирощування кукурудзи і виконується на зяблевій гладенькій оранці на фоні передпосівної культивації.

В зонах підвищеної вологості з метою прискорення підсихання ґрунту до нормального фізичного стану сівбу кукурудзи виконують в гребні, які формують спеціальними культиваторами — гребне утворювачами восени. При цьому гребінь має наступні параметри (рис. 2. 2)

По результатам перевірки гребеневої технології в Північній Осетії (Росія), УкрЦВТ (Україна), в порівнянні з гладенькими посівами розміщення рослин, широкого розповсюдження по причині використання спеціальних машин на невеликих площах і при сумнівному економічному ефекті гребеневий спосіб сівби не знайшов.

Для степових посушливих зон України, на нашу думку, більш доцільним може бути сівба кукурудзи на дно борозни. Суть ідеї зводиться до наступного. В зонах недостатньої зволоженості нашої країни до моменту сівби кукурудзи (25AV. 9/V) верхній шар ґрунту, який підлягає багатократній дії робочих органів ґрунтообробних машин (боронування, одна-дві до посівні культивації), на глибині 5.8 см практично обезвожений. Для гарантованого отримання сходів кукурудзи її насіння необхідно загортати глибше цього шару і вкласти його на вологе дно борозни. У зв’язку з достатньо великою глибиною загортання і значними відмінностями енергії проростання окремо взятих насінин сходи кукурудзи з’являються неодночасно, іноді при глибині загортання більше 9 см ще і ослабленими, що приводить до нерівномірності їх висоти особливо в перші фази розвитку. Як відомо, посіви кукурудзи в боротьбі з кореневідприсковими і широколистяними бур’янами оброблюють гербіцидом (амінна сіль 2,4ДА) в дуже швидкоплинну фазу розвитку культурних рослин — 3.5 листків. Різниця в розвитку рослин не рідко робить неможливою хімічну прополку кукурудзи.

У зв’язку з вищевикладеним, пропонується перед сівбою насіння кукурудзи спеціальним робочим органом (бороздоробом) сформувати борозну глибиною 10. 14 см. При цьому відкривається вологе дно, по якому відразу ж за бороздоробом рухається полозовидний сошник серійної сівалки СУПН-8. Орієнтовно, насіння кукурудзи буде загортатися на глибину 3.4 см. Мілке загортання у вологий шар забезпечить швидкі і одночасні сходи і однаковий розвиток рослин в їх наступні фази. Даний спосіб сівби не має аналогів і в зв’язку з цим є необхідність в його детальному опрацюванні, що і буде виконано в даному дипломному проекті.

Висновок: розглянуті способи сівби кукурудзи районовані для відповідних ґрунтово — кліматичних зон. Однак для посушливих зон країни оптимальним є сівба на рівну поверхню поля. З іншого боку розпушений шар ґрунту швидко висихає і з’являється небезпека неотримання сходів рослин. В зв’язку з цим пропонується переміщувати сухий шар ґрунту в міжряддя і висівати насіння кукурудзи у вологий шар ґрунту.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой