Разработка структурной модели высокопродуктивного растения и посева

4. Разработка структурной модели высокопродуктивного растения и посева

В настоящее время многие отечественные и зарубежные ученые - физиологи растений, агрохимики, растениеводы, селекционеры в той или иной степени используют в своей работе структурный анализ урожая для углубленного познания закономерностей его формирования.

Структура урожая есть количественное и качественное выражение жизнедеятельности элементов и органов растения, определяющих величину урожая и отражающих взаимодействие организма и среды на определенных этапах роста и развития растений. Структура урожая показывает при анализе, из чего складывается величина урожая, а при синтезе – за счет каких элементов и при какой доле и участия формируется высокий урожай. Опытами установлено, что структура урожая складывается из следующих элементов: число растений на м², продуктивная кустистость, число колосков в колосе, число зерен в колосе, масса 1000 семян, норма высева, полевая всхожесть, % сохранившихся растений к уборке, общая выживаемость продуктивных стеблей, урожай зерна, урожай соломы.

Критерием оптимальной густоты продуктивного стеблестоя, обеспечивающего наивысший урожай, является сочетание оптимальной нормы высева и соответствующей ей продуктивной кустистости. Продуктивная кустистость обычно восполняет густоту стеблестоя и является биологическим приспособлением растения к условиям среды. По ячменю продуктивная кустистость находится в обратной зависимости от количества сохранившихся к уборке растений. Загущенные посевы в значительной мере подавляют общую и продуктивную кустистость. [5]

Роль кущения в формировании урожая, как правило, не основная, а вспомогательная к такому главному фактору как густота стояния растений. Даже самое хорошее кущение растений не может полностью компенсировать изреживание посевов, вызванного заниженными нормами высева или неблагоприятными условиями. Обеспечение правильной нормой высева достаточного числа растений на единице площади гарантирует сбор высокого урожая более надежно, чем усиленное кущение.

Исходя из закономерностей формирования урожая ячменя оптимальная густота растений перед уборкой определяется нормой высева семян, их полевой всхожестью выживаемостью растений от посева до уборки урожая и зависит от плодородия почвы и обеспеченности растений влагой, пищей, светом и от сортовых особенностей и других условий. Эта общая взаимозависимость прослеживается во всех проводимых ниже результатах опытов по изучению элементов структуры урожая при различных метеорологических условиях. [3]

Урожай зерновых культур находится в прямой зависимости от числа колосков в колосе. Чем больше колосков в колосе, тем выше урожай, результаты опытов свидетельствуют о том, что на общее число колосков в колосе норма высева семян и густота продуктивного стеблестоя влияют незначительно. Но число развитых колосков в колосе зависит от густоты и продуктивного стеблестоя, с его повышением количество развитых колосков в колосе уменьшается. Эта закономерность наблюдалась во всех опытах.

Число зерен в колосе является важным (даже основным) элементом его продуктивности. Масса зерна с одного колоса находится в прямой пропорциональной зависимости от его озернённости. Профессор Ф.М. Куперман указывает что факторы, способствующие повышению числа колосков в колосе, способствуют и повышению числа зерен в колосе.

Масса 1000 семян является вторым после озерненности элементом продуктивности колоса и важнейшим показателем полноценности семян. Опыты показывают, что масса 1000 семян является одним из самых стабильных элементов структуры урожая.[5]

Рассматривая элементы структуры урожая ярового ячменя необходимо разработать количественные характеристики всех составляющих урожая. В качестве сорта, который будем использовать, выступает сорт Якуб.

Урожайность можно задать через следующую формулу:

,

Где:

У – величина урожайности, ц/га;

Р – общая продуктивность р-й, шт/м²;

К –продуктивная кустистость;

З – количество зёрен в колосе, шт;

А – масса 1000 зёрен, г.

Зная величину программируемой урожайности и планируя элементы структуры урожая, можно рассчитать количество растений на 1 м² к уборке, а через нее выйти на весовую норму высева. Данные показатели не являются максимальными, так как недостаточная обеспеченность влагой снижает их количественные характеристики.

шт./м²

Где:

У – величина урожайности, т/га;

К –продуктивная кустистость;

З – количество зёрен в колосе, шт;

А – масса 1000 зёрен, г.

Для расчета весовой нормы высева можно использовать следующие формулы:

где Н_в – весовая норма высева, кг/га;

К – штучная норма высева, млн. всхожих семян на га;

ПГ – посевная годность, %.

Величину посевной годности рассчитывают по формуле:

Где:

Ч – чистота семян, %

В – всхожесть семян, %

Для нашего случая можно принять чистоту семян – 97 %, а всхожесть –

98 %. Таким образом, посевная годность семян ярового рапса составит:

%

Таким образом, весовая норма высева составит:

 кг/га

Зная массу 1 тыс. зёрен и количество зёрен в колосе можно рассчитать массу зерна в колосе по формуле:

Где:

А - масса 1000 зёрен, г;

П. – количество зёрен в колосе, шт.

Таким образом, для получения запрограммированной урожайности 32 ц/га, необходимо к моменту уборки сохранить 358 растений на 1 м² с массой 1000 зерен – 43 г и количеством зёрен в колосе 25 шт. Для создания такой структурной модели в реальных условиях необходимо разработать технологию возделывания культуры, которая бы учитывала все стадии от подготовки семян к посеву, обработки почвы и до уборки и доработки продукции.