26255

Выбор, размещение и сельскохозяйственных культур и сортов и разработка агроэкологических карт в АгроГИС

Лекция

Лесное и сельское хозяйство

Ключевые слова: виды сорта культур агроэкологическая оценка интенсивные пластичные устойчивые сорта агроэкологическая карта категории пригодности. Выбор культуры и сорта. Выбор культуры и сорта Выбор культур для региона конкретного хозяйства и поля осуществляют на основе оценки их биологических требований и средообразующего влияния. Показатели агроэкологической оценки культур указанные в паспорте сорта сравниваются с соответствующими параметрами агроландшафта.

Русский

2013-08-18

64 KB

6 чел.

Модульная единица 2.2.

Практическое занятие «Выбор, размещение и сельскохозяйственных культур и сортов и разработка агроэкологических карт в АгроГИС.

Цели и задачи. Развить умение выбора и размещения сельскохозяйственных культур на основе материалов их агроэкологической оценки и агроэкологической оценки земель в среде ГИС.

Аннотация. Рассматривается процедура подбора и размещения сельскохозяйственных культур и методика формирования агроэкологических карт пригодности земель для возделывания сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: виды, сорта культур, агроэкологическая оценка, интенсивные, пластичные, устойчивые сорта, агроэкологическая карта, категории пригодности.

Вопросы для подготовки.

1. Выбор культуры и сорта.

2. Разработка агроэкологических карт пригодности земель для возделывания сельскохозяйственных культур.

Задание.

Разработать агроэкологическую карту пригодности земель для возделывания сельскохозяйственных культур по материалам АгроГИС конкретного землепользования (фонды кафедры почвоведения РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева).

Комментарий

1. Выбор культуры и сорта

Выбор культур для региона, конкретного хозяйства и поля осуществляют на основе оценки их биологических требований и средообразующего влияния. Показатели агроэкологической оценки культур, указанные в паспорте сорта, сравниваются с соответствующими параметрами агроландшафта.

На плодородных почвах выращивают более требовательные высокоурожайные культуры, имеющие недостаточно мощную корневую систему (пшеница яровая и озимая, сахарная свекла, ячмень, горох, фасоль, лен, конопля и др.). Менее требовательны к плодородию почвы культуры, отличающиеся хорошо развитой корневой системой или повышенной усвояющей способностью корней (рожь, сорго, овес, нут, чина, пелюшка, люпин желтый и синий, сераделла, гречиха и др.). Они меньше снижают урожайность при выращивании их на смытых, супесчаных малоплодородных почвах.

На эродированных почвах сильнее других снижают урожайность сахарная свекла, картофель, подсолнечник, конопля, махорка, пшеница, просо и др. Их необходимо выращивать на несмытых почвах равнин. Среднетребовательные культуры (ячмень, гречиха, зернобобовые, однолетние травы) допустимо возделывать на склоновых почвах средней эродированнсти. На сильносмытых почвах нужно выращивать малотребовательные культуры (овес, озимую рожь, люцерну желтую, эспарцет песчаный, донник желтый и белый, житняк и др.).

На почвах с щелочной реакцией почвенного раствора высевают люцерну, сахарную свеклу, нут, капусту и др., с нейтральной или слабокислой — пшеницу, ячмень, кукурузу, зернобобовые (кроме люпина), подсолнечник, клевер, а на кислых почвах - люпин, сераделлу, турнепс, брюкву, картофель. Рожь, овес, гречиха, просо, тимофеевка малотребовательны к реакции почвенного раствора.

На засоленных почвах высевают люцерну желтую, лядвенец рогатый, донник, житняк, нут, ячмень, арбуз, сафлор, рапс, горчицу и сахарную свеклу. Неустойчивы к засолению фасоль, гречиха, кукуруза, клевер луговой, клевер ползучий, лисохвост и др. На тяжелых хорошо гумусированных почвах растения страдают от засоления меньше, чем на малогумусных песчаных почвах.

На карбонатных почвах лучше удаются представители семейства Бобовые (эспарцет песчаный, донник желтый и белый, люцерна желтая, нут, соя), Мятликовые (овсяница красная, житняк гребневидный, рожь, ячмень, кукуруза), амарант и некоторые виды семейства Капустные (вайда красильная, сурепица и др.).

Легкие (песчаные и супесчаные) удобренные почвы можно использовать для возделывания озимой ржи, овса песчаного, сорго, картофеля, турнепса, арбуза, дыни, сераделлы, эспарцета песчаного, люцерны желтой и житняка. Не выносят песчаных почв кукуруза, пшеница, ячмень, горох, сахарная свекла и другие высокотребовательные культуры. Среднесуглинистые почвы больше подходят для овса, проса, сорго, гречихи, ячменя, подсолнечника, сои, фасоли, гороха, картофеля. Тяжелосуглинистые и глинистые структурные почвы предпочтительны для озимой и яровой пшеницы, ячменя, кукурузы, ржи, подсолнечника, кориандра, нута, фасоли, сахарной свеклы, конопли, вики, клевера лугового, донника желтого и белого, люцерны синей.

В засушливых и теплообеспеченных районах лучше сеять ко-роткодневные засухоустойчивые культуры с глубокоразвитой корневой системой или экономно расходующие влагу и имеющие транспирационный коэффициент 250-300: сорго, просо, кукурузу, нут, чину, люцерну, сахарную свеклу, подсолнечник, житняк, вайду и др., а во влагообеспечениых районах северных широт – типичные хлеба, картофель, рапс, гречиху, кормовые бобы, вику и другие, у которых транспирационный коэффициент составляет 450-500 и более. Лучше обеспечены влагой бывают растения на северных склонах и в низинах, хуже — в верхней части южных склонов.

При подборе культур для залужения пойм следует учитывать их устойчивость к длительному затоплению. Выдерживают ранневесеннее затопление половодьем до 30-40 дней и более канареечник тростниковидный, бекмания обыкновенная, лисохвост луговой, кострец безостый, пырей ползучий и мышиный горошек. Тимофеевка луговая, клевер белый, клевер розовый, лядвенец рогатый, люцерна желтая и желтогибридная среднеустойчивы к затоплению (25-30 дней), пырей бескорневищный, овсяница луговая, мятлик луговой -слабоустойчивы (до 15 дней), а эспарцет, клевер луговой, люцерна синегибридная, ежа сборная, житняк гребневидный неустойчивы к затоплению (4-10 дней). Кратковременное затопление талой водой (10-15 до 20 дней) может выдержать также озимая пшеница и рожь. При летней повышенной температуре многолетние травы выдерживают затопление не более 20-26 часов и зерновые культуры - 5-12 часов.

Выбор сорта, как самого малозатратного фактора интенсификации, очень важен. Правильный выбор сортов позволяет повысить урожайность культуры, эффективно использовать почвенно-климатический потенциал и увеличить окупаемость затрат. Внедрение новых сортов - дешевый и экологически безопасный фактор повышения урожайности на 30-50 %. Новые сорта должны обладать высокой продуктивностью, быстрым начальным ростом, высокой интенсивностью фотосинтеза, улучшенным соотношением основной и побочной продукции. Успех возделывания сорта во многом определяется тем, насколько ритм его развития вписывается в характерный для данного региона ход метеорологических факторов. Поэтому для каждого региона, зоны и микрозоны выделены наиболее адаптивные и высокопродуктивные сорта. В арсенале земледельца имеется большой набор разных сортов, отличающихся по биологическим и агроэкологическим особенностям, а также потенциалом продуктивности.

Сорт тем ценнее, чем меньше требуется затрат для реализации его потенциальной продуктивности. Ориентация на сорта с низкой потребностью в азоте и низкой поражаемостью болезнями особенно важна для слабых хозяйств. Такие сорта мало снижают урожайность при нехватке удобрений и средств защиты растений, что позволит уменьшить дозы пестицидов.

Сорта интенсивные, обладающие высоким потенциалом продуктивности, устойчивые против полегания, с узким соотношением зерна и соломы требуют значительно лучших условий произрастания, своевременной высококачественной подготовки почвы, оптимальных сроков сева, высоких доз удобрений, эффективной защиты от сорняков, болезней и вредителей, чем сорта пластичные, менее прихотливые и более выносливые к недостаткам питания и агротехники. Кроме того замечено, что в годы с сухим весенне-летним периодом и с повышенными температурами в процессе вегетации предпочтительны сорта степного экологического типа, а при влажной погоде лучше вегетируют и дают высшую продуктивность сорта лесостепного и западноевропейского экологического типа.

Широкое распространение сортов интенсивного типа без учета конкретных почвенно-климатических условий привело к значительному колебанию урожаев как по годам, так и по зонам. Перенос новых сортов из центра их создания в необычные для них экологические условия других регионов часто приводит к потере толерантности, массовому поражению болезнями, что снижает эффективность их использования. Этому способствует также применение высоких доз удобрений, особенно азотных, которые существенно снижают устойчивость растений к экстремальным условиям и болезням. Подобные явления наблюдаются во многих странах, перешедших на путь интенсивного растениеводства. Поэтому наряду с интенсивными необходимо иметь полуинтенсивные сорта и гибриды, у которых лучше сохранились устойчивость и толерантность к неблагоприятным факторам среды. Для создания сортов и гибридов интенсивного типа с широкой нормой реакции, адаптивности и устойчивости необходимо преодолеть противоречие между продуктивностью и устойчивостью. В ряде случаев она решена в части устойчивости к опасным патогенам. Исключительную трудность представляет проблема устойчивости к засухе и другим абиотическим факторам среды. Причина этих трудностей - полигенность указанных признаков. Интенсификация продукционного процесса в новых сортах и гибридах за счет перераспределения метаболитов из вегетативной в генеративную сферу привела в большинстве случаев к ослаблению защитных механизмов в растениях, снижению уровня резистентности и толерантности. Генетически детерминированная карликовость, например, у озимой пшеницы часто сопряжена со слабой зимостойкостью, мелкой корневой системой, пониженным качеством зерна, с повышенной склонностью к поражению грибными болезнями.

При выборе сорта необходимо иметь информацию о всех районированных и перспективных сортах сельскохозяйственных культур, представляющих интерес для возделывания в данном хозяйстве на различных категориях земель и элементах агроландшафта при разничных уровнях интенсификации. Важнейшие критерии отбора сортов - длительность периода вегетации, потенциальная урожайность, качество продукции, устойчивость к погодным стрессам, устойчивость к вредным организмам, засухоустойчивость, устойчивость к неблагоприятным почвенным условиям (засолению, солонцеватости, кислотности и др.).

Исходной позицией при подборе сортов является сопоставление требований сорта к теплу с фактической теплообеспеченностью данного участка с учетом его положения на мезорельефе. При этом учитывают длительность вегетационного периода сорта и его потребность в сумме активных температур с длительностью теплого периода и суммой активных температур с указанием среднемноголетнеи их обеспеченности.

В описании перспективных сортов обычно приводят данные среднеклиматически обеспеченной урожайности и качества продукции при экстенсивной, нормальной, интенсивной и высокой технологиях их возделывания на основе экспериментальных материалов зональных НИИ и ГСУ. При выборе сортов необходимо учитывать результаты их испытания на близ расположенном госссортоучастке. Для посева должны использоваться семена включенных в Госреестр сортов

При выборе сорта учитывают не только урожайность и качество, но и комплекс хозяйственно-полезных показателей: пригодность для выращивания в конкретных почвенно-климатических условиях; устойчивость к болезням и вредителям; конкурентоспособность с сорняками; устойчивость к полеганию; развитость корневой системы; устойчивость к стрессовым факторам; морфобиологические, технологические и потребительские свойства. Например, при выборе сорта мягкой или твердой пшеницы учитывают: форму (озимая или яровая); направление использования (кормовая, хлебопекарная, крупяная и др.); качество зерна и муки (содержание белка и сырой клейковины, ИДК, показатель седиментации, объем хлеба, стекловидность и др.); устойчивость к болезням (корневая гниль, мучнистая роса, желтая и бурая ржавчина, септориоз, фузариоз и др.); устойчивость к стрессовым факторам (зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к полеганию и осыпанию, прорастанию зерен в колосьях и др.); элементы структуры урожайности (число продуктивных стеблей на 1 м2, число колосков в колосе, масса 1000 зерен, масса зерен в 1 колосе и др.).

Важными показателями при выборе сорта являются потребительские качества полученной продукции, которые зависят от ее назначения. У большинства культур выделены наиболее ценные по качеству сорта. Например, выделяют сорта сильной, ценной и мягкозерной пшеницы, пивоваренные и ценные крупяные сорта ячменя, ценные сорта проса, гречихи, овса, высокомасличные, высокоолеиновые и крупноплодные сорта и гибриды подсолнечника и т.п.

Устойчивость сорта к стрессовым факторам обеспечивает получение урожайности в неоптимальных условиях выращивания. От зимостойкости сортов зависит успешное выращивание озимых и многолетних культур. Толерантность к низким температурам при прорастании, к заморозкам в фазе всходов, к прохладной погоде и повышенным температурам в период цветения, к кратковременной и длительной засухе - важные показатели при выборе сорта.

От особенностей сорта зависит устойчивость к полеганию и пригодность к механизированной уборке. Например, для однофазной уборки гороха надо подбирать сорта полубезлистного типа с неполегающим, цепляющимся, быстро высыхающим стеблем с нерастрескивающимися и одновременно созревающими бобами. Для сои северного экотипа нужны скороспелые сорта детерминантного типа, слабо ветвящиеся, с расположением бобов преимущественно в среднем и верхнем ярусах. Сорта зерновых культур, устойчивые к полеганию, не требуют применения ретардантов и под них можно вносить повышенные дозы азота.

Существуют различия между сортами по отзывчивости на удобрения и увлажнение, по урожайности, качеству урожая, приспособленности к определенным условиям, устойчивости к вредителям, болезням и реакции на стрессовые факторы. Поэтому для стабилизации урожаев целесообразно в хозяйстве иметь не один, а 2-3 сорта разной скороспелости.

Выбор сорта играет ключевую роль в выборе агротехнологий, поскольку генетический потенциал сорта предопределяет возможную урожайность, качество продукции, затратность и устойчивость производства. С помощью технологии в той или иной мере реализуются заложенные в сорте возможности. Эти возможности должны быть раскрыты в агроэкологическом паспорте сорта, так же как требования сорта к условиям возделывания.

Кардинальным путем повышения урожайности сельскохозяйственных культур и ее стабильности, по мнению ряда исследователей, является создание трансгенных, т.е. генетически модифицированных растений (ГМР). Сдерживающими причинами широкомасштабного перевода растениеводства на этот путь развития является биобезопасность. Теоретически не исключается, что в результате взаимодействия чужеродных и собственных генов генетически модифицируемого организма, а также воздействия мутагенных факторов среды могут возникать наследственные изменения, приводящие к образованию опасных для здоровья людей и окружающей среды, токсичных белков и других органических соединений.

Специалистам и руководителям следует выбирать те сорта, которые отвечают условиям хозяйства, и размещать их в севооборотах в соответствии с плодородием полей, качеством предшественников, возможностями внесения удобрений, сроками и качеством обработки почвы. Причем в каждом хозяйстве по основным полевым культурам целесообразно иметь не менее двух-трех сортов, различающихся между собой по экологическим особенностям, длине вегетационного периода, отвечающих условиям и потребностям производства

2. Разработка агроэкологических карт пригодности земель для возделывания сельскохозяйственных культур.

Эта задача решается на основе группировки видов земель по агроэкологическим ограничениям возделывания сельскохозяйственных культур. Из видов земель первой категории, то есть не имеющих экологических ограничений для конкретной культуры, составляется агроэкологический тип земель, в пределах которого возможно применение высоких агротехнологий без каких-либо специальных мероприятий.

Из других категорий земель формируются агроэкологические типы, в пределах которых интенсивное и экологически безопасное возделывание той же культуры возможно при выполнении специальных почвозащитных или мелиоративных мероприятий и специальной  организации территории.

Дальнейшая задача заключается в формировании в пределах агроэкологических типов земель севооборотных массивов. В севооборот подбираются культуры с близкими агроэкологическими требованиями. Идентификация массивов пригодных для возделывания определенной группы культур легко осуществляется в ГИС-технологиях.

Данная работа выполняется на основе электронной карты агроэкологических групп и видов земель путем сопоставления требований растений по всему набору параметров, перечисленных в разделе 2, с агроэкологическими параметрами каждого элементарного участка земель, представленными в банке данных ЭАА (вида земель). Каждому ЭАА, в зависимости от его агроэкологических характеристик,  присваиваются категории пригодности для возделывания различных культур в соответствии с табл 1. Данный этап, отличающийся большой трудоемкостью, хорошо поддается автоматизации.

Методом автоматизированной сортировки и выборки ЭАА по категориям пригодности формируются электронные агроэкологические карты пригодности земель для возделывания отдельных культур. На данных картах, помимо категорий пригодности, указываются рекомендуемые сорта и агротехнологии. Образец легенды такой карты приведен в таблице 1.

8.1. Легенда к агроэкологической карте пригодности земель для возделывания культуры

Цвет

Группа

земель

Категория

Ограничивающие факторы

Рекомендуемый уровень интенсификации, агротехнологии

Сорта

Контрольные вопросы

1. Как осуществляется процедура подбора культур в соответствии с их требованиями и средообразующим влиянием?

2. По каким критериям выбираются сорта разной интенсивности?

3. Как соотносится продуктивность и устойчивость сортов?

4. Каковы критерии выбора сортов в хозяйстве?

5. Что означает комплекс хозяйственн0-полезных показателей сорта?

6. В чем заключается методика формирования агроэкологических карт пригодности для возделывания сельскохозяйственных культур?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18814. Биогеохимические циклы. Круговорот веществ в природе 53 KB
  Тема: Биогеохимические циклы. План лекции Круговорот веществ в природе Биогеохимические циклы наиболее жизненно важных биогенных веществ Весь лик Земли: все ее ландшафты атмосфера химический состав вод все это обязано своим происхождением прежд
18815. Глобальные проблемы современности, Парниковый эффект, озоновые «дыры», кислотные дожди 90.5 KB
  Глобальные проблемы современности. Понятие загрязняющего вещества. Классификация загрязнений. Краткая характеристика загрязнения сред биосферы. Парниковый эффект озоновые дыры кислотные дожди Понятие загрязняющего вещества...
18816. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 93 KB
  Лекция 7. Тема: ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ План лекции 1. Общие положения охраны природной среды при хозяйственной деятельности. Концепция управления природными ресурсами по законам экологии. Инженерные природоохранные мероприятия 1. Общ
18817. Экологическая защита и охрана ОПС 77.5 KB
  Экологическая защита и охрана ОПС Примечание: Материал воспроизведен по Маковику. В этом источнике он хорошо систематизирован. Жирным курсивом выделена информация кот. будет использована во время третьего тестового контроля федеральные тестовые вопросы ...
18818. Основы экологического права. Ответственность за экологические нарушения 107.5 KB
  Лекция №9. Тема: Основы экологического права. План 1.Источники экологического права. 2.Государственные органы охраны окружающей среды. 3.Экологическая экспертиза. 4.Экологический мониторинг. 5. Экологический вред и экологический риск 6. Ответственность за ...
18819. Основы защиты водных объектов от загрязнения 89 KB
  Лекция №12 Тема: Основы защиты водных объектов от загрязнения. План Запасы природных вод. Основы классификации природных вод. Характеристика водопользования и водопотребления. Критерии качества воды. Промышленная классификация вод и систем водоснабжен...
18820. Нормирование качества окружающей среды 215.5 KB
  Лекция №11 Тема: Нормирование качества окружающей среды План Понятие качества окружающей среды Санитарногигиеническое и экологическое нормирование Экологическая стандартизация Экологическая паспортизация Экологический сертификат и экологиче
18821. Экология. Курс лекций 285 KB
  Экология. Введение курс экология. План лекции: Экология как наука. Об основных законов и принципах функционирования системы общества природы. Современная структура основные направления развития экологии. Цели и задачи и общее содержание курса Эк
18822. Курение - опасное увлечение. Классный час 80.5 KB
  Классный час Курение опасное увлечение Классный час о вреде курения в 8 классе Форма: суд над сигаретой ролевая познавательная игра Оформление класса: Плакат: Табак приносит вред телу разрушает разум отупляет целые нации О. Де Бальзак. Таблица по б...