Адаптивная технология сахарной свеклы после ярового ячменя в южной зоне (Зерноградский район Ростовской области)

Сахарная свекла – одна из наиболее важных технических культур в Российской Федерации. Сахарная свекла является основным отечественным источником сырья для производства сахара, что и определяет ее стратегическое значение. Сахарная свекла – это культура, имеющая большое народнохозяйственное значение. Так как она является единственной сельскохозяйственной культурой в нашей стране, дающей сырье для производства сахара (Нанаенко А.А. Нанаенко А.К., 2002).

Как известно, сахар - один из важнейших продуктов питания. Он легко усваивается, высококолориен, способствует восстановлению работоспособности. Научнообоснованная норма потребления сахара взрослым человеком 100 г в сутки, или среднем, учитывая и детей -30-35 кг в год. В корнеплодах современных сортов сахарной свеклы содержание сахара может достигать 16-20% и даже (у отдельных биотипов) 24-26%. Из 100 ц корнеплодов свеклы при заводской переработке можно получить от 12 до 17 ц чистого сахара,85-90 свежего жома,4-5 патоки и 8-9 ц дефеката Большое количество этого продукта используется в пищевой промышленности: хлебобулочном, кондитерском производстве, приготовлении разных напитков и так далее (Корниенко А.В., Нанаенеко Г.А., 2002).

Большую кормовую ценность имеет ботва, срезанная во время уборки части головки корнеплодов 8-10 %. В зависимости от погодных условий во время вегетации и питательного режима почвы соотношение массы ботвы к массе корнеплодов составляет 50-100% . В 100 кг ботвы содержится 1,5-1,7 кг перевираемого протеина. По сбору протеина и кормовой единицы в ботве на 1 га посевов свеклы может дать столько же, сколько в одном гектаре клевера (Повалюхин М.И., 1996).

В 1 веке до нашей эры в Индии из сахарного тростника производили сладкий порошок. Название сахар, по-видимому, происходит от индусского саккара – сахар. В Европе сахар долго был импортным, поскольку возделывание сахарного тростника даже в самых южных частях континента не имело успеха. В 1747 г. Немецкий ученый Маркграф извлек из свеклы белое кристаллическое аналогичное тростниковому сахару. Это открытие было воплощено в производство спустя 50 лет, его учеником Ахардом. С 1784 г. Он начал разработку промышленного способа получения сахара из более сахаристой белой силезской свеклы, ставшей родоначальницей сахарной свеклы, в 1718 году сахарная свекла появилась в России (Нанаенко А.К., Сапельников Д.В., 1996).

Посевная площадь в 2008 году сахарной свеклы в Российской Федерации составила около 819 тыс. га, что на 210 тыс. га меньше, чем в 2007 году. Валовой сбор корнеплодов 28,8 млн/т, средняя урожайность 363 ц/га. Основные площади ее посева размещены в Центрально - черноземный (40,8%), Северо-кавказский (36,2%), Поволжский (10,1%), Уральский (4,9%), Центральный (3%), Волго-Вятский (2,6), Западно-Сибирский (1,2%), Дальневосточный (1,2%).

В Ростовской области сахарная свекла возделывается на площади в 2006 году – 14,81 тыс., урожайность 321 ц/га, в 2007 году – 20,98 тыс. га, урожайность – 201 ц/га, в 2008 посевная площадь составила 14,9 тыс. га, при урожайности 311 ц/га (Воронцов А.В., 2009).

По мнению С.Е. Наливайко (2006) увеличение урожайности свеклы и повышение рентабельности ее производства неразрывно связаны с использованием высокопродуктивных сотов и гибридов. Поэтому дальнейшие увеличение производства сахарной свеклы и сахара будет осуществлять главным образом за счет повышения урожайности и сахаристости. В связи с этим, в производстве происходит внедрение новых высокоурожайных и высокосахаристых сортов и гибридов.

1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕНОСТИ КУЛЬТКРЫ

Сахарная свекла (Beta vulgaris L. var. Saccharifera) относится к роду Beta L., семейству маревых (Chenopodiaceae). Сахарная свекла – растение травянистое, двулетнее (товарное продукция корнеплод – получается в первый, а семена – на второй год), длинного дня. При прорастании поглощает до 170% влаги на абсолютно сухое вещество, примерно до 75 часов (Алабушев В.А., Алабушев А.В., 2001).

В обычных условиях полевой культуры и нормальных условиях вегетации, цикл индивидуального развития сахарной свеклы длится два вегетационных периода. В течение первого вегетационного периода образуются утолщенный корень с прикорневой розеткой листьев, а на втором году - цветоносные побеги, наступают цветение и плодообразование.

Согласно утверждению Г.С. Посыпанова, В.Е. Долгодворова Б.Х. Жеруков (2006) в процессе индивидуального развития растения проходит ряд фенологических фаз. На первом году жизни свеклы выделяют следующие фазы: всходы, вилочка, фаза первой, второй, третьей, четвертой и пятой пар настоящих листьев, смыкание листьев в рядках, смыкание листьев в междурядьях, размыкание листьев в междурядьях и наступление технической спелости. Вегетационный период в первый год жизни в зависимости от сорта или типа гибридов, а также природных условий длится 135-155 дней.

Требования к температуре. По отношению к температурному режиму сахарная свекла - умеренно требовательная культура. Она способна использовать пониженные температуры весны и осени, при этом она сравнительно устойчива к заморозкам. При определении сроков сева важным показателем является минимальная температура прорастания (около +1…+2 ºС), а жизнеспособные всходы появляются при 6-7 ºС. Чем выше температура почвы, тем быстрее появляются всходы. Оптимальная температура прорастания семян около + 15…25 ºС (Сапронов А.Р., 1999).

В связи с тем, что в Ростовской области в весенний период наблюдаются заморозки, необходимо знать степень устойчивости к ним данной культуры. Начало повреждения и частичная гибель всходов наблюдается при температуре - 6…- 7 ºС, гибель большинства растений при - 8 ºС и более. Поэтому сахарная секла и относится к культурам устойчивым к заморозкам в начальные фазы развития. Сахарная свекла успешно возделывается и дает хорошие урожаи в зонах, где в период вегетации сумма среднесуточных температур составляет - 3000-3500 ºС (Фетюхин И.В. и др., 2002).

Требования к свету. Свет действует на растение через фотосинтез, влияя на рост и развитие. По реакции культур на продолжительность светового дня свекла относится к группе растений длинного дня (цветет и плодоносит при продолжительности дня не менее 12 ч). Продолжительность и интенсивность солнечного света оказывают большое влияние на рост и развитие растений, а также на накопление сахара. Чем лучше освещенность, тем успешнее протекает процесс синтеза углеводов. Недостаток света, напротив, резко снижает урожай и сахаристость свеклы. Особенно требовательна свекла к свету в период сахаронакопления. Сахаристость свеклы сильно зависит от числа солнечных дней во вторую половину вегетации (в августе и сентябре) при условии достаточной обеспеченности растений влагой (Петров В.А., 1991).

Требования к влаге. По отношению к водному режиму сахарная свекла относится к экологической группе мезофитов. Для набухания и прорастания семян, заключенных в одревесневшие оболочки околоплодников, требуется 150-170% воды от массы клубочков. Оптимальная влажность почвы для роста и развития составляет около 60-70% НВ, в большей мере этот показатель зависит от механического и физиологического состава почвы.

Различные виды растений по-разному реагируют на глубину залегания грунтовых вод. Для возделывания сахарной свеклы непригодны поля, как с высоким уровнем грунтовых вод, так и с застойным переувлажнением, оптимальная глубина залегания пресных грунтовых вод - около 100-110 см.

В связи с тем, что Ростовская область находится в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения, важным показателем является засухоустойчивость культур, которая характеризуется коэффициентом транспирации. В зависимости от влажности почвы и воздуха, агротехники и других факторов его значение колеблется от 240 до 600. При средней урожайности корнеплодов свыше 30 т/га, коэффициенте водопотребления 400 и содержании сухих веществ в свекле 25% расход воды на ее выращивание составляет 3 тыс. и на 1 га (Петров В.А., Зубенко В.Ф.,1981.)

Требование к почвам. К почве сахарная свекла предъявляет повышенные требования и при этом довольно устойчива к засолению. Высокие урожаи корнеплодов и семян свекла дает на плодородных, хорошо аэрируемых черноземных суглинистых почвах с глубоким пахотным слоем, с нейтральной или слабощелочной реакцией почвенного раствора и высоким содержанием растворимых питательных веществ. Сахарная свекла за период вегетации потребляет из почвы большое количество питательных веществ и воды. Поэтому лучшие условия для ее роста создаются на почвах, отличающихся высокой влагоемкостью и удерживающих достаточное количество влаги для обеспечения ею растений в течение всего периода роста. Свекла лучше растет на почвах с мощным пахотным слоем, содержащим достаточное количество питательных веществ и имеющих рыхлое сложение. Плотность почвы в значительной степени влияет на получение дружных полных всходов, урожайность свеклы, формирование корнеплодов правильной формы. Наиболее благоприятны условия для роста свеклы создаются на черноземных почвах при плотности их сложения 1,0-1,2 г/см³ , на светло-каштановых и серых лесных почвах – при 1,2-1,3 г/см³, на дерново-подзолистых и сероземах - при 1,2-1,4 г/см³. Высокие урожаи свеклы можно получать на лесных, дерново-подзолистых и других типах, а также на окультуренных почвах. Непригодны для свеклы песчаные, тяжелые глинистые, каменистые и болотные почвы (Д. Шпаар, 2008).

Таблица 1. Требования культуры к факторам среды

Таблица 2. Фаза роста и развития сахарной свеклы

2. ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТА, ПОЧВ И РЕЛЬЕФА ЗОНЫ

2.1 Климат

Климатические условия Сальского района можно охарактеризовать как зону недостаточного и неустойчивого увлажнения. Зимы малоснежные, с неустойчивым покровом и среднесуточной температурой воздуха в самом холодном месяце январе – 5,5 °С. Для зимних месяцев характерна частая смена потеплений и похолоданий. При коротких похолоданиях температура воздуха понижается до –20-25°С, а промерзание почвы достигает 20-40 см. Сильные ветра восточных направлений в это время вызывают пыльные бури. Лето обычно жаркое и сухое, среднесуточная температура самого жаркого месяца (июля) составляет +22,9°С,максимальная температурва +45⁰С. Самым холодным месяцем зимы является январь. Среднегодовая температура января -5,5⁰С.(Хрусталев Ю.П., 2002).

Климат носит континентальный характер с умеренно жарким летом и с умеренно холодной весной. Континентальность проявляется также и в резких колебаниях температур и низкой относительной влажностью воздуха. Гидротермический коэффициент, характеризующий влагообеспеченность, равен 0,8-0,9, то есть область относится к засушливым регионам (Агроклиматические ресурсы Ростовской области, 1972).

В теплый период выпадает всего 200-250 мм осадков, которые носят преимущественно ливневый характер. Сумма активных температур колеблется в пределах 3000-3350^оС, продолжительность безморозного периода 170-180 дней в году с колебанием в сторону увеличения или уменьшения не более 20 дней.

В среднем за год выпадает 486 мм, в отдельные годы возможны резкие отклонения от средних данных. Весна довольно неустойчивая и продвигается с юга на север, иногда начинаясь в третьей декаде февраля - начале марта, а периодически в начале апреля. Средняя многолетняя величина ГТК составляет 0,70-0,72. На территории Ростовской области очень часто отмечаются засухи различной интенсивности, резко снижающие урожай культур (Хрусталев Ю. П., 2002).

Таблица 3. Климатические условия Сальского района

Таблица 4. Гидротермические показатели Сальского района выращивания культуры

2.2 Почвы

Рациональное использование почв требует глубокого знания качественного состава и природных свойств для дифференцированного применения агротехнических мероприятий по выращиванию сельскохозяйственных культур.

Почвенный покров Сальского района представлен, большей частью, обыкновенным предкавказским черноземом. Рельеф полей преимущественно ровный с пологими склонами южного и северного направлений. Характеристика этого типа почв дана Е.В. Агафоновым, Е.В. Полуэктовым (1999). Рельеф ровный. Обыкновенные черноземы распространены на юге и юго-западе области. Характеризуются наличием мощного гумусного слоя (достигающего 120 см) и высокой карбонатностью. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной – рН -7,0 -7,1. Сумма поглощенных оснований – 33 -3 9 мг/экв. на 100 г почвы с преобладанием кальция. Поглощенного натрия очень мало – 0,5 - 1,5 % от емкости поглощения. Почва глинистая и суглинистая, имеет мелкозернистую структуру, рыхлое сложение, легко поддается обработке, обладает хорошей воздухопроницаемостью и влагоемкостью, что способствует накоплению значительных запасов влаги.

Содержание общего азота в горизонте А 0,23 - 0,26 %, а общий запас его равен 20 - 30 т/га, легкогидролизуемого азота содержится 60-110 мг/кг почвы, нитрификационного азота – 30-40 мг/кг почвы (Бельтюков Л.П., 1995).

Обыкновенные черноземы имеют небольшое содержание подвижного фосфора – 15-20 мг/кг почвы, хотя валовое содержание его высокое – 0,18-0,24%. По содержанию обменного калия почвы средне- и высокообеспечены. В целом почва опытного участка по своему плодородию и физическим свойствам благоприятна для выращивания различных сельскохозяйственных культур.

Механический состав и агрохимические свойства почвы

3. ОБОСНОВАНИЕ УРОВНЯ ПЛАНИРУЕМОЙ УРОЖАЙНОСТИ КУЛЬТУРЫ ДЛЯ ЗОНЫ

3.1 Выбор сорта

Для качественного посева, получение полноценных всходов, а в последующем - высокого и качественного урожая необходимо использовать хорошо подготовленные, районированные и рекомендованные для местных условий сорта и гибриды сахарной свеклы.

Для учета разнообразных условий выращивания используют следующие типы сортов и гибридов сахарной свёклы: Е - урожайный тип, дающий высокий урожай сахара за счет высокого урожая корнеплодов; N - нормальный тип, сочетающий урожайность и сахаристость корнеплодов; Z - сахаристый тип, обеспечивающий высокий урожай сахара за счет высокого содержания его в корнеплодах; ZZ - максимально сахаристый тип с особо высоким содержанием сахара. Типы Z и ZZ выгодны при увеличенном расстоянии от сахарного завода, они требуют меньше питательных веществ в почве и пригодны к ранней уборке корнеплодов. Сейчас в основном предлагаются гибриды, сочетающие оба признака (Д. Шпаар,2000).

В последние годы многие хозяйства предпочитают возделывание зарубежных гибридов, которые превышают отечественные по стоимости, вместе с тем, имеют целый ряд достоинств: высокий потенциал урожайности и сахаристости корнеплодов; устойчивость к различным болезням и неблагоприятным климатическим факторам; дражированные формы семян, позволяющие производить точный посев, на конечную густоту насаждения и обеспечивающая более эффективную защиту проростков от вредителей и болезней; отсутствие двойников при посеве; возможность широкого выбора типа гибридов. Такие семена используют многие хозяйства Ростовской области, применяющие современную технологию возделывания сахарной свеклы

Наиболее распространенный гибрид сахарной свеклы, используемый в хозяйствах Багаевского района Виолетта. В государственный реестр селекционных достижений сельскохозяйственных культур был введен в 1998 году.

ВИОЛЕТТА Диплоидный гибрид. Нормально-сахаристый тип (N/Z). Толерантен к церкоспорозу (Cercospora beticola). Позволяет получать стабильно высокий выход белого сахара. Для использования потенциала гибрида, уборку посевов лучше проводить ближе к середине уборочной компании. Гибрид имеет односемянность 98-99,9 %, всхожесть 90-99 %. Вегетационный период 170-220 дней. Корнеедом и другими болезнями повреждается средне. Среди односемянных сортов отличается высокой сахаристостью. Гибрид урожайно- сахаристого направления. Потенциальный урожай 200-390 ц/га. Среднеустойчив к болезням корнеплода и листьев Гибрид пригоден так же для ранней уборки (Фетюхин И.В., 2005).

3.2. Обоснование уровня урожайности

У а.с.м.=  *10 где =*10= 15,1 т/га

У а.с.м - урожайность абсолютно-сухой надземной биомассы, т/га;

Wo-запас продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см весной, мм (табл 3.)

Ос- осадки за период вегетации сорта или гибрида, мм (табл. 4)

0,7- коэффициент использования осадков (может варьировать от 0,7 до 1,0 в зависимости от стока);

Кв- коэффициент водопотребления.

Для перевода абсолютно сухой надземной массы урожая на стандартную влажность пользуются формулой:

У ст.в.=  *100, где*100=62,9 т/га

Уст.в- урожайность биомассы при стандартной влажности, т/га;

Вс - стандартная влажность, % (приложение 4).

Для расчета биологической урожайности основной продукции (БУ) использовать данные приложения:

Урожайность биомассы стандартной влажности (Уст.в.) разделить на сумму частей соотношения основной и побочной продукции.

БУ= Уст.в / (1 часть основной продукции + части побочной продукции) ==  =41,9 т/га

4. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУРЫ

4.1 Место в севообороте

Одним из основных условий интенсивной технологии возделывания сахарной свеклы является правильное ее размещение в севообороте. Под свекловичные севообороты отводят поля с глубоким пахотным слоем, пригодные для механизированного возделывания сахарной свеклы по конфигурации, по рельефу с уклоном не более 3⁰ и глубоким залеганием грунтовых вод. (Аванесов Ю.Б., 1987).

По мнению же С.Д. Сушкова (2000) сахарная свекла относится к культурам, предъявляющим повышенные требования к условиям выращивания. Поэтому в свекловичные севообороты выделяются поля, по рельефу, и характеристике почв наиболее пригодные для её возделывания. Сахарную свёклу нельзя возделывать как монокультуру, производить повторные посевы. Её урожайность при правильном чередовании выше, чем при бессменном посеве, в 2,2-2,4 раза, а сахаристость корнеплодов выше на 2,0-2,2%. Повторные посевы сахарной свеклы приводят к одностороннему истощению почвы, при этом усиленно размножается ее опасный вредитель - корневая тля, которая может снижать массу корнеплода до 44% и более, а сахаристость - на 26,9%. При бессменной культуре развивается и другой вредитель - свекловичная нематода, которая может снижать урожайность до 30-40%. Поэтому существует правило, которое надо строго выполнять, - сахарную свеклу можно возвращать на прежнее место не ранее, чем через три года, а в случае сильного заражения почвы нематодой - через 4-5 лет.

По своим биологическим особенностям сахарная свекла в сравнении с другими культурами сильнее повреждается вредителями и болезнями, угнетаются сорняками, и потребляет в 2-3 раза больше питательных веществ и воды. Поэтому у свеклы повышенная чувствительность к севообороту. Во всех зонах свеклосеяния лучшими предшественниками практически во всех зонах свеклосеяния являются озимые культуры, идущие по удобренным органикой чистым или занятым парам. В нынешних условиях, когда в хозяйстве нет скота и навоза, возможны другие варианты: посев после зернобобовых, однолетних трав, кукурузы на силос, ярового ячменя (Барштейн Л.А.; Барановский В.Д., 1998).

Ценность ярового ячменя как предшественника во многом определяется их уровнем агротехники, и прежде всего их предшественником, то есть предпредшественником. Для многих сельскохозяйственных культур хорошим предшественником является озимая пшеница идущая по чисто