Растениеводство
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 608
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-011564-1
ISBN-онлайн: 978-5-16-103899-4
Артикул: 469700.06.01
В учебнике освещены биологические и экологические основы растениеводства, представлено ботаническое описание растений, рассмотрены их рост и развитие, описано их отношение к факторам формирования урожая. Также изложены технология производства основных полевых культур и основы семеноведения.
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения.
Книга предназначена для подготовки бакалавров по направлению подготовки 35.03.04 «Агрономия».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 35.03.04: Агрономия
- ВО - Магистратура
- 35.04.04: Агрономия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
РАСТЕНИЕВОДСТВО Г.Г. ГАТАУЛИНА П.Д. БУГАЕВ В.Е. ДОЛГОДВОРОВ Под редакцией профессора Г.Г. Гатаулиной УЧЕБНИК Рекомендовано в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 35.03.04 «Агрономия» (квалификация (степень) «бакалавр») Москва ИНФРА-М 202
УДК 635(075.8) ББК 41я73 Г23 Гатаулина Г.Г. Растениеводство : учебник / Г.Г. Гатаулина, П.Д. Бугаев, В.Е. Долго дворов ; под ред. Г.Г. Гатаулиной. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 608 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). ISBN 978-5-16-011564-1 (print) ISBN 978-5-16-103899-4 (online) В учебнике освещены биологические и экологические основы расте ниеводства, представлено ботаническое описание растений, рассмотрены их рост и развитие, описано их отношение к факторам формирования урожая. Также изложены технология производства основных полевых культур и основы семеноведения. Соответствует требованиям Федерального государственного образова тельного стандарта высшего образования последнего поколения. Книга предназначена для подготовки бакалавров по направлению под готовки 35.03.04 «Агрономия». УДК 635(075.8) ББК 41я73 Г23 А в т о р ы: Г.Г. Гатаулина, профессор, доктор сельскохозяйственных наук (вве дение, гл. 1–3, 5, разд. 10.1 и 10.3.1); П.Д. Бугаев, доцент, кандидат сельскохозяйственных наук (разд. 4.2.4, гл. 6–9); В.Е. Долгодворов, профессор, доктор сельскохозяйственных наук (гл. 4, разд. 10.2 и 10.3.2) Р е ц е н з е н т ы: В.Г. Сычев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, акаде мик РАН, директор Всероссийского научно-исследовательского института агрохимии имени Д.Н. Прянишникова; Т.П. Кобозева, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ка федры эксплуатации машинно-тракторного парка и высоких технологий в растениеводстве Российского государственного аграрного университета — МСХА имени К.А. Тимирязева ISBN 978-5-16-011564-1 (print) ISBN 978-5-16-103899-4 (online) © Гатаулина Г.Г., Бугаев П.Д., Долгодворов В.Е., 2016
Введение Растениеводство — важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства, включающая полеводство, луговодство, овощеводство, плодоводство и другие частные отрасли, связанные с выращиванием растений. Растениеводство как научная дисциплина рассматривает только зерновые, зерновые бобовые, полевые кормовые растения, а также клубнеплоды, корнеплоды, бахчевые, прядильные, масличные и некоторые другие культуры. На земном шаре насчитывается свыше 20 000 видов сельскохозяйственных растений. Важное значение имеют 640 видов, из них 90–100 видов составляют полевые культуры. К особенностям растениеводства как отрасли сельскохозяйственного производства относятся его сезонность и тесная зависимость формирования урожая, величины и качества продукции от почвенно-климатических условий и агротехнических факторов. Задача земледельца — оптимизировать ход формирования урожая, своевременно применяя систему агротехнических приемов, рассчитанных на получение высокого урожая продукции нужного качества, не нанося вреда окружающей среде и заботясь о повышении плодородия почвы. Поэтому так важно знание особенностей роста и развития полевых культур, их требований к экологическим факторам. Теоретическая основа технологии возделывания культуры — биология вида и сорта. Растениеводство — наука о растениях полевой культуры, изучающая разнообразие форм растений, особенности их биологии, требования к факторам среды и разрабатывающая технологические приемы и технологии возделывания полевых культур, направленные на получение высокого урожая нужного качества с учетом сохранения и повышения плодородия почвы и защиты окружающей среды. Развитие растениеводства в России связано с именами И.И. Комова, А.Т. Болотова, И.А. Стебута, Д.Н. Прянишникова, Н.И. Вавилова и многих других ученых. Благодаря достижениям генетики и селекции появились сорта полевых культур нового типа, позволяющие эффективно использовать факторы интенсификации земледелия. Рост урожайности сельскохозяйственных культур связан со значительным увеличением применения удобрений, химических средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, регуляторов роста. Несбалансированное использование активных химических препаратов в полевых экосистемах может привести к загрязнению окружающей среды и продукции, неблагоприятно сказаться на здоровье людей, увеличить затраты невосполнимой энергии. По
этому современные технологии должны быть направлены на максимальное использование биологических и агротехнических факторов, грамотное и обоснованное применение химических препаратов. Через технологические приемы управляют развитием растений и формированием урожая полевых культур, поэтому специалисту сельского хозяйства важно знать общие закономерности и биологические особенности растений, в оптимальные сроки и с высоким качеством проводить все технологические операции. Растениеводство использует такие методы исследований, как полевой и вегетационный опыты. В опытах изучаются и сравниваются различные факторы и агротехнические приемы, влияющие на формирование урожая, его величину и качество. Растениеводство тесно связано с такими науками, как ботаника, физиология растений, почвоведение, метеорология, земледелие, агрохимия, селекция, семеноводство, энтомология, фитопатология и др. Знания об условиях роста, развития, возможностях регулирования формирования урожая, проявления растениями наивысшей продуктивности в конкретных условиях реализуются в управлении формированием урожая с помощью технологий и отдельных технологических приемов. В изучении растениеводства как предмета принята классификация полевых культур по характеру использования основной продукции, получаемой с урожаем. Все изучаемые культуры разделены по этому признаку на группы: зерновые хлеба, зерновые бобовые культуры, корнеплоды, клубнеплоды, кормовые, масличные и эфирномасличные, прядильные культуры.
Глава 1. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И РАЗМЕЩЕНИЕ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Современные технологии производства полевых культур и сортов основаны на их биологических особенностях и требованиях к условиям среды. Рациональное размещение культур осуществляется в определенных почвенно-климатических условиях, которые в наибольшей степени соответствуют этим требованиям. Агротехнологии — часть системы земледелия определенного региона, основанной на агроэкологической оценке земель и агроландшафта. В состав Российской Федерации входит несколько природно-сельскохозяйственных зон и провинций с характерными для них почвами и климатом, с разными световым, температурным режимом и влагообеспеченностью. Регионы возделывания сельскохозяйственных культур в Российской Федерации и их характеристика. Современное административное деление РФ включает семь федеральных округов. Районирование сельскохозяйственных культур и сортов осуществляется Госкомиссией РФ по испытанию и охране селекционных достижений (Госсорт комиссией). Допуск сортов к использованию производится по 12 ре гионам. Эти регионы выделены в соответствии с их административными (области, республики) и климатическими условиями. Распространение культур и сортов соответствует их приспособленности (адаптации) к условиям региона. В данном учебнике основные регионы распространения и особенности технологии культуры будут освещены в соответствии с этим делением на регионы. Каждому региону присвоен номер, под которым он обозначен в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию (далее также Государственный реестр) (рис. 1.1). Регионы Российской Федерации согласно Государственному реестру селекционных достижений, допущенных к использованию, классифицируются следующим образом: 1. Северный: Архангельская область, Республика Коми, Мурманская область, Республика Карелия; 2. Северо-Западный: Вологодская область, Калининградская область, Костромская область, Ленинградская область, Новгородская область, Псковская область, Тверская область, Ярославская область;
3. Центральный: Брянская область, Владимирская область, Ивановская область, Калужская область, Московская область, Рязанская область, Смоленская область, Тульская область; 4. Волго-Вятский: Кировская область, Нижегородская область, Пермская область, Республика Марий Эл, Свердловская область, Республика Удмуртия, Республика Чувашия; 5. Центрально-Черноземный: Белгородская область, Воронежская область, Курская область, Липецкая область, Орловская область, Тамбовская область; 6. Северо-Кавказский: Республика Ингушетия, Кабардино-Балкарская Республика, Краснодарский край, Республика Дагестан, Чеченская республика, Ростовская область, Республика Северная Осетия — Алания, Ставропольский край, Республика Крым; 7. Средневолжский: Республика Мордовия, Пензенская область, Республика Татарстан, Самарская область, Ульяновская область; 8. Нижневолжский: Астраханская область, Волгоградская область, Республика Калмыкия, Саратовская область; 9. Уральский: Курганская область, Оренбургская область, Республика Башкортостан, Челябинская область; 10. Западно-Сибирский: Алтайский край, Кемеровская область, Новосибирская область, Омская область, Томская область, Тюменская область; 11. Восточно-Сибирский: Республика Бурятия, Иркутская область, Красноярский край, Республика Саха (Якутия), Республика Тува, Республика Хакасия, Читинская область;1 12. Дальневосточный: Амурская область, Камчатская область, Магаданская область, Приморский край, Сахалинская область, Хабаровский край. 1 Республика Крым включена в состав Северо-Кавказского региона. Но соответствующие изменения в карту пока не внесены. Рис. 1.1. Карта регионов Российской Федерации согласно Государственному реестру селекционных достижений, допущенных к использованию1 1 2 4 3 5 6 7 8 9 10 11 12
Основным сельскохозяйственным поясом России является умеренный пояс. В зависимости от региона ресурсы тепла и влаги сильно различаются. Возможности выращивания различных полевых культур, их морфотипов и сортов определяются прежде всего ресурсами тепла и влаги в конкретном регионе. Для озимых культур учитываются условия перезимовки. Основные агроклиматические показатели тепла и увлажнения в среднем для разных регионов РФ представлены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Гидрометеорологическая характеристика почвенно-климатических регионов (без Дальневосточного) Название региона Σ t >10°C Средняя t июля, °C Средняя t января, °C T > 10°C, сут ГТК** Северный 1000 15,0 –12,0 75 1,6 Северо-Западный 1300 15,8 –13,2 115 1,6 Центральный 1950 18,0 –10,8 131 1,4 Волго-Вятский 1875 18,2 –14,0 128 1,2 Поволжский* 2700 22,0 –12,0 145 0,8 Центрально-Черноземный 2500 20,2 –10,0 150 1,0 Северо-Кавказский 2800 19,2 –4,0 172 1,2 Уральский 1950 19,0 –16,0 122 1,2 Западно-Сибирский 1600 16,0 –20,0 100 1,2 Восточно-Сибирский 1250 16,0 –24,0 82 1,1 * В настоящее время Средневолжский и Нижневолжский. ** ГТК — гидротермический коэффициент. Гидротермический коэффициент (ГТК) — условный показатель, отражающий баланс влаги, связанный с тепловыми ресурсами региона. Величина ГТК, равная 1, указывает на равенство прихода и расхода влаги, меньше 1 — недостаточное увлажнение, от 1 до 2 — достаточное увлажнение. Агроклиматические зоны увлажнения с учетом пороговых значений ГТК (по Сапожковой) следующие: влажная зона — ГТК > 1,3; незначительно засушливая — ГТК 1,3–1,0; засушливая — ГТК 1,0– 0,7. Значительная часть регионов России находится в зоне неустой
чивого и недостаточного увлажнения, что лимитирует получение высоких и устойчивых урожаев полевых культур. В Северном и Северо-Западном регионах много влаги, но ресурсы тепла небольшие. Здесь возможно выращивание холодостойких культур с коротким вегетационным периодом. Центральный и Волго-Вятский регионы в целом благоприятны по увлажнению, хотя здесь в отдельные годы возможны периоды засухи. Тепловые ресурсы в этих регионах недостаточны для поздно созревающих культур с продолжительной вегетацией. Средневолжский и Нижневолжский регионы засушливы. Центрально-Черноземный и Северо-Кавказский регионы в значительной части находятся в зоне недостаточного увлажнения. В Уральском, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском регионах суровые зимы, что препятствует выращиванию озимых культур. В табл. 1.2 представлена структура сельскохозяйственных угодий Российской Федерации. Таблица 1.2 Структура сельскохозяйственных угодий России по регионам Название региона % от общей площади региона Площадь региона, % от площади РФ Всего сельхозугодий Пашни Сенокосы Пастбища Многолетние насаждения Северный 2,2 1,0 0,8 0,4 0,01 8,6 Северо-Западный 20,2 11,1 4,6 4,3 0,2 1,2 Центральный 44,8 31,0 5,8 4,6 0,4 2,8 Волго-Вятский 39,6 29,5 3,7 6,1 0,2 1,5 ЦентральноЧерноземный 80,3 65,6 3,4 10,4 0,9 1,0 Поволжский 75,9 46,6 3,1 25,9 0,3 3,1 Северо-Кавказский 72,6 46,2 2,8 22,2 1,4 2,1 Уральский 43,3 27,6 4,7 10,9 0,1 4,8 Западно-Сибирский 15,5 8,0 3,5 3,9 0,02 14,4 Восточно-Сибирский 6,2 2,3 0,9 3,0 0,001 24,3 Дальневосточный 1,5 0,5 0,5 0,5 0,01 36,1 Российская Федерация 13,4 7,9 0,7 3,8 0,08 100
Сельскохозяйственное производство ведется только на 13% всей территории России. По уровню сельскохозяйственного использования территории регионы могут быть объединены в четыре группы. Для Центрально-Черноземного, Поволжского (в настоящее время Средневолжского и Нижневолжского) и Северо-Кавказского регионов коэффициент сельскохозяйственного использования составляет 70–80%, Центрального и Уральского — 39–45%, Северо-Западного и Западно-Сибирского — 15–20%, остальные регионы — менее 6%. Доля пашни в составе сельскохозяйственных угодий, на которой выращиваются полевые культуры, также сильно различается по регионам. Эта доля наибольшая (65–80%) в Центрально-Черноземном, Центральном и Северо-Кавказском регионах, а доля пашни Северного, Восточно-Сибирского, Дальневосточного регионов, занимающих почти 60% площади РФ, составляет соответственно 1,0; 2,3 и 0,5% от площади этих регионов. В каждом регионе преобладает тот или иной тип почв с разной степенью естественного плодородия, что наряду с тепло- и влагообеспеченностью оказывает большое влияние на формирование урожая сельскохозяйственных культур. Почвенно-климатические зоны расположены на территории РФ с севера на юг в следующем порядке: тундровая, таежно-лесная, лесостепная, степная или черноземная, сухие или полупустынные степи. В тундровой зоне суровый климат, почвы тундрово-глеевые, они практически не распаханы. Естественная растительность (лишайники, мхи, осоки) обеспечивает кормовую базу для оленеводства. Таежно-лесная зона простирается южнее тундровой с запада на восток. Подзолистые почвы формируются под хвойными лесами. Под лесной подстилкой на глубине 5–20 см и более располагается подзолистый слой. Почвы бедны гумусом (1–2%), уплотнены, имеют кислую реакцию (рН 3,5–5). Дерново-подзолистые почвы находятся в подзоне южной тайги (смешанные леса). Мощность дернового горизонта этих почв — до 20 см (с содержанием гумуса 2–4%), ниже расположен подзолистый слой, еще ниже — переходный подзолисто-иллювиальный. В целом эти почвы кислые, они бедны элементами питания. Свойства пахотных почв этой зоны зависят от степени их окультуренности. Под покровом луговой растительности зоны формируются дерновые почвы, обладающие высоким естественным плодородием. В лесостепной зоне с травянистым покровом под пологом широколиственных лесов расположены серые лесные почвы. Они распространены в европейской части России, например, в ряде областей Центрального региона (Тульской, Рязанской, Орловской, Брянской), в Республике Татарстан, в Западной Сибири. По составу, свойствам
и плодородию эти почвы занимают промежуточное положение между дерново-подзолистыми и черноземами. В степной зоне под покровом целинных степей образовались черноземные почвы. К этой зоне относится Центрально-Черноземный регион, значительная часть Северо-Кавказского региона, а также некоторые районы Поволжья и Уральского региона. В Сибири черноземы распространены в Алтайском и Красноярском краях. Для черноземов характерно наличие мощного темноокрашенного слоя с высоким содержанием гумуса (4–12%) и реакцией почвенной среды, близкой к нейтральной. Черноземы подразделяются на северные, типичные, обыкновенные и южные. Черноземы — наиболее плодородные почвы, однако большая их часть находится в зоне недостаточного увлажнения. Сухие степи расположены в Восточном Предкавказье, Поволжье, на юге Западной Сибири и Забайкалья. Климат зоны континентальный с жарким летом, холодной зимой и небольшим количеством осадков. Количество осадков уменьшается с севера на юг с 350 до 250 мм и с запада на восток с 300 до 200 мм. Испаряемость превышает количество осадков в 3–4 раза. В этой зоне распространены каштановые почвы, подверженные ветровой эрозии. В Российской Федерации на 2012 г. всего земель сельскохозяйственного назначения числилось 190, 9 млн га, в том числе пашни — 115,4; кормовых угодий — 70,2; многолетних насаждений — 1,7; залежей — 3,6. Посевные площади и урожайность сельскохозяйственных культур в динамике представлены в табл. 1.3 и 1.4. Какие культуры и сорта рекомендуется выращивать в различных регионах России? Этим вопросом занимается ФГБУ «Государственная комиссия Российской Федерации по сортоиспытанию и охране селекционных достижений, допущенных к использованию» Минсельхоза России (Госсорткомиссия). Госсорткомиссия проводит испытания селекционных достижений на хозяйственную полезность на всей территории РФ, собирает и анализирует результаты испытаний, принимает решения о включении сортов в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, и ежегодно издает его. В данном Реестре представлена систематизированная информация о сортах всех культур, зарегистрированных в Российской Федерации. В Реестре 2015 г. перечислены и охарактеризованы все сорта культур, допущенных к производству на территории РФ, в том числе озимой пшеницы (их более 200). Приведем выписку из Реестра, в которой дана характеристика некоторых из них (табл. 1.5).