UniversityAgro.ru » Растениеводство

Растениеводство

Растениеводство — сельскохозяйственная наука, изучающая разнообразие форм и сортов полевых культур, их биологические особенности и наиболее совершенные приемы выращивания с целью получения максимальных урожаев наилучшего качества при наименьших затратах труда и себестоимости продукции.

Растениеводство включает:

  • полеводство,
  • луговодство,
  • овощеводство,
  • плодоводство,
  • виноградарство,
  • цветоводство,
  • лесоводство.

Однако как научная дисциплина, растениеводство изучает только полевые культуры: зерновые, зернобобовые, кормовые, картофель, бахчевые, прядильные, эфирномасличные, технические и другие культуры.

Растениеводство тесно связано с другими науками: физикой, химией, ботаникой, физиологией растений, геологией, почвоведением, метеорологией, земледелием, агрохимией, сельскохозяйственной мелиорацией, селекцией и семеноводством, энтомологией, фитопатологией, механизацией, экономикой, организацией и планированием сельскохозяйственного производства.

Навигация: Растениеводство

Значение растениеводства

Сельскохозяйственное растение — главный предмет исследований растениеводства. Любое зеленое растение преобразует энергию солнечного света в химическую энергию органических соединений.

Сельскохозяйственные растения имеют важное значение в развитии производства. Например, благодаря распространению сахарной свеклы и масличных культур в России во второй половине XIX в., в стране появилось промышленное производство сахара и масла, а расширение посевных площадей картофеля способствовало совершенствованию технической оснащенности сельского хозяйства, выросла отрасль переработки сельскохозяйственной продукции, например, винокурение, крахмалопаточное производство.

Возделывание сельскохозяйственных культур сопряжено со многими изменяющимися факторами, влияющими на условия произрастания растений, и, следовательно, их продуктивность. Своевременное и высококачественное выполнение всех полевых работ — залог успешного ведения сельского хозяйства, тогда как недостатки и ошибки в агротехнике полевых культур могут быть трудно устранимы. Поэтому в растениеводстве необходим строгий учет всех условий, определяющих конечную урожайность культур.

Растениеводство взаимосвязано с животноводством, которому оно дает грубые, сочные и концентрированные корма, а получает органические удобрения.

Всего на Земле возделывается свыше 20 тыс. видов сельскохозяйственных культур, из которых лишь 640 имеет наиболее важное значение, в том числе около 90 полевых культур.

Наибольшая площадь сельскохозяйственных угодий в мире приходится на зерновые культуры — 759, 4 млн га, что составляет 70% от всех посевных площадей. Средняя урожайность зерновых составляет 19,5 ц/га при валовом сборе — 1477,3 млн т.

Большая доля площадей приходится на посевы картофеля, сахарного тростника, сахарной свеклы, сои, арахиса, рапса, масличного льна, подсолнечника, кунжута, хлопчатнику. Меньшую долю занимают лен-долгунец, конопля и джут.

За период с 1940 г. по 1984 г. в СССР посевная площадь полевых культур увеличилась на 41% со 150,6 млн га до 212,6 млн га. По сравнению с дореволюционным период площадь посевов зерновых выросла на 19,6 млн га, площадь под посевами технических культур выросла в 3 раза, картофеля — в 2 раза, кормовых культур — в 26 раз.

На 1984 г. валовый сбор растениеводческой продукции по сравнению с 1940 г. в СССР был увеличен в 2,7 раза, при уменьшении численности занятых в сельскохозяйственной отрасли уменьшился в 1,3 раза.

Посевные площади сельскохозяйственных культур СССР (млн га)

1940 г.
1960 г.
1970 г.
1980 г.
1981 г.
1982 г.
1983 г.
1984 г.
Вся посевная площадь
150,6
203,0
206,7
217,3
214,9
214,3
213,0
212,6
Зерновые культуры
110,7
115,6
119,3
126,6
125,5
123,0
120,8
119,6
Технические культуры
11,8
13,1
14,5
14,6
14,2
14,2
14,3
13,9
Картофель, овощные, бахчевые культуры
10,0
11,2
10,1
9,2
9,1
9,2
9,2
9,2
Кормовые культуры
18,1
63,1
62,8
66,9
66,1
67,9
68,7
69,9
Площадь чистых паров
28,9
17,4
18,4
13,8
16,4
17,4
19,5
20,1

Урожайность сельскохозяйственных культур в СССР (ц/га)

Культура
1940
В среднем за год
1946-1960
1961-1965
1966-1970
1971-1975
1976-1980
1981-1984
Хлопчатник
10,8
20,5
20,6
24,1
27,3
29,3
28,6
Сахарная свекла
146
184
165
228
217
237
213
Подсолнечник
7,4
9,1
11,2
13,2
13,2
11,8
11,7
Картофель
99
94
94
115
113
117
116
Лен-долгунец (волокно)
1,7
2,5
2,6
3,4
3,7
3,4
3,8
Овощи
91
101
116
132
138
153
160

Производство валовой продукции растениеводства в СССР (млн т)

Культура
1940
В среднем за год
1946-1960
1961-1965
1966-1970
1971-1975
1976-1980
1981-1984
Хлопчатник
2,24
4,36
4,99
6,10
7,67
8,93
9,19
Сахарная свекла
18,0
45,6
59,2
81,1
76,0
88,7
74,8
Подсолнечник
2,64
3,67
5,07
6,39
5,97
5,31
4,90
Картофель
76,1
88,3
81,6
94,8
89,8
82,6
79,6
Лен-долгунец (волокно), тыс. т
349
438
408
458
456
393
388
Овощи
13,7
15,1
16,9
19,5
23,0
26,3
29,3

По валовому сбору пшеницы, хлопка-сырца, сахарной свеклы, подсолнечника, картофеля, ржи, ячменя, овса и льна-долгунца СССР занимал первое место в мире.

История растениеводства

Первые обнаруженные следы земледелия относятся к неолитическому (новокаменному) периоду. Наиболее древними считаются очаги земледелия в Индии, Китае, Сирии, Египте, Мексике, Перу, Боливии.

На территории стран бывшего СССР земледельческие очаги возникли в период каменного века в районах Средней Азии и Закавказья. На территории современной Украины, по результатам трипольских раскопок, проведенных около Киева, земледелие велось уже в III-II тыс. до н.э., возделывались пшеница, ячмень, конопля и некоторые другие растения.

Первые упоминания в летописях Руси о земледелии датируются 946 г. н.э.

Зарождение растениеводства в России относится к XVIII в., одним из основоположников которой является М.В. Ломоносов (1711-1765), утвердивший при Российской Академии наук «класс земледельства». Им был предложен ряд предложений по обобщению опыта возделывания сельскохозяйственных культур в России.

И.И, Комов (1750-1792) в книге «О земледелии» рассмотрел отдельные приемы выращивания картофеля и многолетних трав.

В XIX веке и первой половине XX в. большой вклад в развитие растениеводства внесли К.А. Тимирязев, И.А. Стебут, Д.Н. Прянишников, Н.И. Вавилов.

К.А. Тимирязев (1843—1920) много времени уделил изучению проблемам фотосинтеза растений. Изучая зависимость фотосинтеза от интенсивности и качественного состава света, он дал объяснение самым важным явлениям жизни растений. К.А. Тимирязев был основоположником и пропагандистом развития опытной агрономии и применения вегетационного метода в исследованиях физиологии и растениеводства, оценил вопрос о влиянии засухи на растения и обозначил мероприятия по борьбе с этим явлением.

И.А. Стебут (1833—1923) внес большой вклад в разработку ряда важнейших вопросов сельского хозяйства. В его капитальном труде «Основы полевой культуры и меры ее улучшения в России» впервые были объединены материалы по возделыванию полевых растений.

Д.Н. Прянишников (1865—1948) посвятил много исследований вопросам питания растений и применения удобрений. На физиологической и биологической основе создал научный курс «Частное земледелие».

Н.И. Вавилов (1887—1943) разработал учение о мировых центрах происхождения культурных растений и сформулировал закон гомологических рядов. Собранная им, его соратниками и последователями крупнейшая в мире коллекция сельскохозяйственных растений является источником исходного материала для селекции, интродукции и изучения эволюции культурных растений.

Большой вклад в развитие растениеводства внесли С.П. Кулжицкий (зернобобовые культуры), И.В. Якушкин (зерновые культуры, картофель, сахарная свекла), Н.И. Кулешов (кукуруза, пшеница), А.И. Носатовский (пшеница), В.А. Харченко (кормовые корнеплоды), Н.А. Майсурян (люпины). Большое значение для растениеводства имеют работы в области селекции полевых культур. Одними из известных советских селекционеров являются П.П. Лукьяненко, В.С. Пустовойт, В.И. Ремесло, В.Я. Юрьев. Ф.Г. Кириченко, П.Ф. Гаркавый, В.Н. Мадонтова, Н.В. Цицик, В.Н. Соколов, М.И. Хаджинов, А.Л. Мазлумов.

Большую роль в развитии сельского хозяйства, в том числе растениеводства, сыграло решение в марте 1965 г. Пленума ЦК КПСС СССР, на котором были заложены основы аграрной политики последующих лет. Была поставлена задача улучшения снабжения продовольствием населения страны, намечены практические меры по объединению в единый комплекс сельского хозяйства и смежных отраслей промышленности, транспорта и торговли. В планы было поставлено достижение доли капитальных вложений в сельское хозяйство до 27-28%, а в весь агропромышленный комплекс до 33-35% от общего объема капитальных вложений в народное хозяйство СССР. Такой объем капиталовложений должен был обеспечить укрепление материально-технической базы отрасли, использование новейших достижений научно-технического прогресс, прежде всего механизации, химизации и мелиорации.

Большое значение в развитии сельскохозяйственного производства имела широкая интенсификация земледелия. Так в 1980 г. в СССР по интенсивной технологии возделывалось более 1 млн га посевов кукурузы, 626 тыс. га подсолнечника, 210 тыс. га сои, что дало прибавку урожая на 12,8 ц/га, 4,8 ц/га и 5 ц/га соответственно. Суммарная площадь посевов сельскохозяйственных культур, возделываемых по интенсивным технологиям в 1982 году составила свыше 5 млн га.

Классификации растений

Классификация растений носит в определенной мере условный характер. Например, хлопчатник в странах Средней Азии возделывается как однолетнее растение, тогда как в тропических широтах как многолетнее поликарпическое растение.

По продолжительности жизни:

  • однолетние;
  • двулетние;
  • многолетние.

По числу поколений генеративных побегов:

  • монокарпические, или однократно плодоносящие;
  • поликарпические, или многократно плодоносящие.

По требовательности к свету и теплу:

  • растения умеренного пояса;
  • растения южных широт — субтропического и тропического поясов.

Растения умеренного пояса сформировались в условиях периодической смены теплого и холодного сезонов года. Они характеризуются более высокой холодо- и морозостойкостью. Как правило, их развитие ускоряется при продвижении к северу (растения длинного дня) или слабо реагируют на продолжительность дня. К таким культурам относятся пшеница, рожь, овес, ячмень, ранние зернобобовые, корнеплоды, подсолнечник, сафлор, масличные семейства Капустные, лен, многолетие и однолетние бобовые и злаковые травы, некоторые разновидности конопли.

Растения южных широт формировались в условиях мало изменяющегося теплового режима в течение вегетации. Все фазы развития этих культур протекают при высоких температурах. Они неустойчивы к пониженным и, тем более, отрицательным температурам и являются растениями короткого дня. К таким растениям относятся кукуруза, рис, просо, фасоль, картофель, бахчевые, хлопчатник.

Производственная и ботанико-биологическая группировка полевых культур

К полевым культурам относится около 90 видов растений из разных ботанических семейств. Каждый из этих видов и даже отдельные сорта отличаются по морфологическим, биологическим, хозяйственным свойствам и приемам возделывания.

И.А. Стебутом в книге «Основы полевой культуры и меры ее улучшения в России», была предложена классификация растений, построенная на особенностях возделывания. Полевые культуры он делил по густоте стояния на растения парового, полевого и лугового «клина». Такое упрощенное деление имело ряд недостатков: соединяло в одну группу несходные культуры, например, лен и травы, или, в паровой «клин» включалась сахарная свекла, хотя в пару она могла размещаться только в некоторых южных районах страны.

Д.Н. Прянишников в учебнике «Частное земледелие» применил комплексную группировку. Он разделил культуры лугового «клина» на прядильные и кормовые, а зерновые на культуры с зернами, богатыми: а) крахмалом, б) белками, в) маслом.

Эта классификация полевых культур была сохранена в учебнике И.В. Якушкина «Растениеводство».

И.П. Подгорный предложил группировать полевых культуры по назначению:

  1. зерновые культуры;
  2. технические культуры;
  3. бахчевые культуры;
  4. кормовые культуры.

Кафедры растениеводства Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева (ТСХА) принята группировка полевых культур по наиболее существенному признаку, имеющему отношение к сельскохозяйственному производству, характеру использования продукции:

  1. зерновые культуры;
  2. корнеплоды, клубнеплоды, бахчевые, кормовая капуста;
  3. кормовые культуры;
  4. масличные и эфирномасличные культуры;
  5. прядильные культуры;
  6. табак и махорка.

Методы исследований в растениеводстве

Растениеводство применяет полевой и вегетационный опыты, как методы исследований.

Полевой опыт позволяет проводить сравнительную оценку действия практических приемов агротехники, например, обработки почвы, внесения удобрений, норм и способов посева, ухода за растениями, оценки предшествующих культур (агротехнические опыты), а также для выбора лучших сортов культур, когда в одинаковых условиях дается оценка сортов и гибридов по урожайности и качеству растительной продукции (опыты по сортоиспытанию).

В зависимости от количества изучаемых факторов полевые опыты бывают однофакторные и многофакторные. Последние могут включать различные сочетания изучаемых факторов.

К разновидностям полевого опыта относятся лабораторно-полевой, который применяется для предварительного изучения вопроса на небольших делянках и с небольшой повторностью, и производственный, который проводится на агропредприятиях для всесторонней практической оценки отдельных приемов агротехники или сорта.

Производственный опыт является завершающим этапом научных исследований, представляет собой эффективное средство для внедрения в сельскохозяйственное производство новых приемов и технологий агротехники, полевых культур и сортов.

Вегетационный опыт используется в растениеводстве для изучения биологических, физиологических, агрохимических и других вопросов. Дает возможность отследить на растении действие отдельных, в определенной степени изолированных факторов, поступление питательных веществ, взаимодействие удобрения с почвой и пр.

В вегетационном опыте растения выращивают в специальных помещениях, например, в теплицах, вегетационных домиках; в сосудах, наполненных почвой, песком или питательным раствором (водные культуры).

Для изучения действия факторов внешней среды на растения, а также различных физиологических и биохимических процессов, используются камеры искусственного климата (фитотроны), в которых в автоматическом режиме учитываются, и при необходимости изменяются, режимы работы.

Географические принципы размещения полевых культур

Географическое размещение полевых культур в России определяется почвенно-климатическим условиями региона. Некоторые культуры высеваются в нашей стране только в отдельных регионах со специфическими природными условиями, например, рис, кукуруза на зерно, соя, другие (большая часть) возделываются в большинстве регионов, например, зерновые, кормовые, технические культуры.

В ряде регионов почвенно-климатические условиях для некоторых культур неблагоприятны. Так, в большей части Восточной Сибири с суровыми зимами озимые зерновые культуры не возделывают. В целом, условия для возделывания сельскохозяйственных культур для России можно считать неблагоприятными, например, по показателям длительность безморозного периода, сумма активных температур, количество осадков, в среднем вдвое ниже, чем в странах Западной Европы или Северной Америки.

Таблица. Агроклиматические условия растениеводства (по данным Агроклиматического атласа мира)

Показатель
СССР/Россия
Западная Европа
Северная Америка
Длительность безморозного периода, дней
90-180
150-240
150-240
Сумма активных температур воздуха за период вегетации, °С
1000-4000
2500-6500
2500-8000
Количество осадков, мм
250-600
900-1000
800-1000

Одним из географических принципов размещения полевых культур является близость расположения городов и промышленных центров, в частности, этим обусловлены ограниченные территории занятые под производство картофеля и овощей. Вокруг перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию предприятий располагаются сырьевые зоны по производству сахарной свеклы, картофеля, льна.

Размещение и специализация растениеводства связаны с административно-территориальным делением страны. Регионы России и страны бывшего СССР характеризуются специализацией растениеводства:

  • Северо-Западный регион — зерновая, кормовая, льняная, картофельная специализации;
  • Центральный регион — зерновая, льняная, картофельная специализации;
  • Волго-Вятский регион — зерновая, картофельная, в некоторых районах свекловичная специализации;
  • Центрально-Черноземный регион — зерновая, свекловичная, подсолнечниковая, эфирномасличная, картофельная специализации;
  • Поволжье — зерновая, подсолнечниковая, свекловичная, бахчевая, картофельная специализации;
  • Северный Кавказ — зерновая, подсолнечниковая, свекловичная специализации;
  • Юго-Западный регион — зерновая, подсолнечниковая, свекловичная, льняная, картофельная специализации;
  • Южный регион — зерновая, подсолнечниковая специализации;
  • Урал, Западная и Восточная Сибирь — зерновая, кормовая, картофельная специализации;
  • Дальний Восток — соевая, рисовая, картофельная специализации;
  • страны Прибалтики — зерновая, кормовая, картофельная, в некоторых частях льняная и свекловичная специализации;
  • Белоруссия — зерновая, льняная, картофельная, кормовая специализации;
  • Украина — зерновая, подсолнечниковая, свекловичная специализации;
  • республики Закавказья — табачная, хлопчатниковая, зерновая специализации;
  • среднеазиатские страны — хлопчатниковая, рисовая, зерновая специализации;
  • Казахстан — зерновая, на юге хлопчатниковая, рисовая, свекловичная специализации.

Экономические регионы могут подразделяться на сельскохозяйственные зоны с одинаковыми природными условиями. Так, Центральный экономический регион, в котором основными культурами являются картофель и лен-долгунец, можно выделить:

  1. льно-животноводческую зону, включающую Костромскую, Ярославскую, Тверскую и Смоленскую области. На это зону приходится до 87% посевов льна-долгунца;
  2. пригородная зона, включающая Московскую, Владимирскую, Калужскую, Ивановскую области;
  3. юго-западную зону, включающую Рязанскую, Тульскую, Орловскую и Брянскую области, с преобладанием посевов картофеля.

Географическое размещение полевых культур может быть обусловлено мелиорацией земель. 

Выведение новых сортов и гибридов с меньшими требованиями к почвенно-климатическим условиям, расширяет возможности возделывания некоторых культур. Например, расширение на север географии посевов картофеля, ячменя, овса.

Управление развитием растений

Как отмечал К.А. Тимирязев, в развитии растений ведущую роль имеет температурный фактор. В качестве показателя потребности сельскохозяйственных культур в тепле используется сумма биологически активных температур. Знание потребности растений в тепле на каждой стадии его развития позволяет на основе метеорологических данных определять вероятные даты наступления отдельных фаз развития и вызревания отдельного сорта в конкретных районах.

Управление развитием растений базируется на регулировании факторов жизни растений, то есть на управлении водным, воздушным, тепловым и питательными режимами почв.

Формирование высоких урожаев полевых культур и повышение качества продукции связаны с внедрением и использованием передовых приемов агротехники, посевом лучших сортов. Например, в опытах Мироновского научно-исследовательского института селекции и семеноводства пшеницы содержание клейковины в зерне озимой пшеницы сорта Мироновская 808 в зависимости от предшественника составляло: по черному пару — 34,3%; после гороха —32,3%; после кукурузы на силос — 23,8%. В Украинском научно-исследовательском институте орошаемого земледелия содержание клейковины в зерне того же сорта возросло с 27,9% без удобрений до 36,9% на удобренном фоне.

Согласно данным Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свеклы и сахара (ВНИИСС), сахарная свекла, идущая после посевов озимых после пар, имела сахаристость 17,8%, по обороту пласта многолетних трав — 17,5%. При посеве сахарной свеклы по ранней зяби содержание сахара увеличилось на 0,2-0,6%. При ранней уборке (20—25 августа) сахаристость составила 17,6%, а при своевременной (3—5 октября) — 19%.

Существенно отличаются по масличности сорта подсолнечника, выведенные Всесоюзным научно-исследовательском институтом масличных культур (ВНИИМК). Содержание масла в семянках подсолнечника сорта ВНИИМК улучшенный 8931 составляло 46-47%, сорта Передовик улучшенный — 49-50%, сорта Луч — 53,4%.

Перспективное значение в повышении урожайности полевых культур имеет улучшение фотосинтетической деятельности растений, то есть способности запасать в урожае более 5-6% физиологически активной радиации (ФАР) вместо 1-1,5% в настоящее время.

Повышение коэффициента использования ФАР связано прежде всего с выведением новых высокопродуктивных сортов и гибридов, а также с созданием необходимых условий роста и развития для проявления максимальной биологической продуктивности.

Литература

Растениеводство/П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др.; Под ред. П.П. Вавилова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. — 512 с.: ил. — (Учебник и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).