Биологические особенности и хозяйственное значение масличных культур, выращиваемых в Беларуси

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общая характеристика масличных культур

1.2 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика озимого и ярового рапса

1.3 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика подсолнечника

1.4 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика сои

1.5 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика масличного льна

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика объекта и условий проведения исследований

2.2 Методика проведения исследований

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

3.1 Биологические особенности озимого рапса

3.2 Биологические особенности подсолнечника

3.3 Биологические особенности сои и масличного льна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Масличные культуры -- растения, возделываемые для получения жирных масел. Объединяют однолетние и многолетние растения различных семейств: сложноцветных -- подсолнечник, сафлор; бобовых -- соя, арахис; губоцветных -- перилла, ляллеманция; маслинных -- маслина; крестоцветных -- рапс, горчица, рыжик и др. Некоторые из них тропические деревья (кокосовая, масличная пальмы, какао, тунг); другие -- травянистые растения, выращиваемые в странах с умеренным климатом (соя, подсолнечник, рапс, лён масличный и другие). Большинство масличных культур накапливает масло жирное в семенах и плодах, некоторые, например чуфа, в клубнях. Среди них есть растения, дающие твёрдые масла (пальмы, какао, восковое дерево) и жидкие масла (маслина, тунг, травянистые растения). Кроме масличных культур, сырьём для масложировой промышленности являются семена прядильных культур (хлопчатник, лён), некоторых эфирномасличных растений (кориандр, тмин, анис), плоды орехоплодных (грецкий орех, миндаль, кедровая сосна).

Для условий Беларуси из масличных культур по биологическим особенностям наиболее пригоден озимый и яровой рапс. В последнее время, в связи с потеплением климата, актуальным для Беларуси является выращивание подсолнечника, сои и других теплолюбивых культур. Рапсовое масло используется как в неизменном виде (салатные масла), так и в виде разнообразных продуктов переработки - маргарина, майонеза, кулинарных жиров, мороженого, используется как заменитель молочного жира при выращивании телят, применяется в полиграфии, металлургической, лакокрасочной, текстильной, мыловаренной и других отраслях промышленности. Семена рапса содержат 40-.45 % масла, 21-27 % белка.

Продукты, жмых и шрот, получаемые из семян после экстракции масла, используются как богатый белком корм для животных в натуральном виде и для приготовления комбикормов. При этом должен использоваться жмых (шрот) из так называемых двунулевых, низкоглюкозинолатных сортов. По кормовым достоинствам (содержанию лизина и других незаменимых аминокислот) рапсовый жмых близок к соевому: в 100 г белка рапса содержится - метионина 1,74 г, лизина - 5,54 г, в 100 г белка сои - метионина - 1,3 г и лизина - 6,19 г. В 1 кг рапсового шрота содержится 1,1 к. ед., в 1 кг жмыха 1,3 к. ед.

Озимый рапс можно возделывать на зеленую массу в весенних, поукосных, пожнивных и озимых промежуточных посевах. Зеленая масса рапса, возделываемого в промежуточных посевах, поступает на фермы в ранневесенний и позднеосенний период, когда наблюдается наиболее высокая потребность в кормах. В 1 ц зеленой массы содержится до 16 кормовых единиц, 3 кг переваримого протеина (190 г на 1 к. ед.).

Широкое распространение в странах Западной Европы рапс получил и как фитосанитар, способствующий повышению урожаев зерновых. Посевы рапса обогащают почву органическим веществом. При выращивании рапса в почве снижается содержание азота в результате его извлечения мощной корневой системой растений, что в определенной мере уменьшает риск загрязнения подземных и поверхностных вод минеральным азотом. Кроме того, в почвах под культурой рапса установлено снижение образования закиси азота до 0,06-0,09% от вносимых азотных удобрений.

Рапс - хороший медонос. Цветение поля продолжается более 30 дней, каждый гектар дает до 100 кг меда. Рапс используют как сидеральную культуру.

Масличные культуры, возделываемые в зоне умеренного климата, привлекают все большее внимание как возобновляемое сырье для химической промышленности и энергетических целей. В Европе, и в Беларуси, в частности, в связи с проблемой охраны внешней среды, все большее применение находит рапсовое масло как топливо (биодизельное топливо). Его использование частично заменяет ограниченные запасы природной нефти; снижает нагрузки СО₂ на окружающую среду: при производстве и использовании 1 л дизельного топлива выделяется 3 кг СО₂, а биодизельного -- 0,5 кг.

Рапс является единственной коммерчески значимой масличной культурой в Беларуси, если оценивать его с точки зрения приспособленности к почвенно-климатическим условиям. Ежегодная потребность Республики Беларусь в пищевом растительном масле составляет 130-150 тыс. тонн. Для самообеспечения растительным маслом в республике необходимо даже при нынешней урожайности (17 ц/га) ежегодно высевать 215 тыс. га рапса. Урожайность рапса в передовых хозяйствах достигает 40-45 ц/га. Исходя из вышеизложенного, следует отметить, что при правильном подборе сортов и строгом соблюдении технологии возделывания озимого рапса проблема производства растительного масла в Беларуси вполне решаема.

Цель курсовой работы: изучение биологических особенностей и хозяйственного значения масличных культур, выращиваемых в Беларуси.

Задачи курсовой работы:

1. Дать общую характеристику масличных культур.

2. Рассмотреть хозяйственное значение основных масличных культур, выращиваемых на территории РБ.

3. Определить главные биологические особенности рапса, подсолнечника, сои и масличного льна.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общая характеристика масличных культур

В группу масличных объединяют растения, семена и плоды которых содержат много жира (от 20 до 60%) и являются основным сырьем для получения растительного масла. Масличные культуры - группа растений, которые возделывают ради получения жирных масел, пригодных для пищевых и технических целей (рис.1).

1--подсолнечник(1а--корзинка, 1б--лист, 1в--семянка); 2--лён масличный (2а--верхняя часть цветущего растения, 2б -- коробочка); 3--горчица (3а--соцветие, 3б--лист, 3в--стручок);4--клещевина(4а--соцветие, 4б--лист, 4в--плод);5--маслина (5а--ветвь со зрелыми плодами, 5б--недозрелый плод); 6--кунжут (6а--верхняя часть стебля, 6б--коробочка); 7--мак масличный (7а--цветок, 7б--лист, 7в--коробочка; 8--рапс (8а--соцветие, 8б--лист, 8в--стручок); 9--арахис (9а--часть растения с цветком, 9б--плод); 10--сафлор (10а--верхняя часть побега, 106--соцветие).

Рисунок 1 - Основные масличные культуры

Это однолетние и многолетние растения различных семейств, в основном травянистые: подсолнечник, соя, арахис (земляной орех), рапс, лен масличный и др.; но есть и тропические деревья, например: пальмы, дерево какао, тунг.

Большинство этих культур накапливает масло в семенах и плодах (рис.2).

1 - арахис; 2 - клещевина; 3 - подсолнечник; 4 - сафлор; 5 - ляллеманция; 6 - кунжут; 7 - горчица сизая; 8 - рыжик; 9 - рапс

Рисунок 2 - Семена и плоды масличных растений

Среди них есть растения, дающие твердые масла: пальмы, дерево какао, восковое дерево. Жирные масла получают также из семян хлопчатника, льна-долгунца, конопли, кориандра, аниса, тмина, плодов грецкого ореха, миндаля, кедровой сосны, косточек персика, абрикоса, зародышей семян кукурузы и пшеницы. У нас в основном возделывают рапс, подсолнечник, сою, лен масличный, горчицу, клещевину - яровые однолетние травянистые растения, дающие семена в первый год посева. Но встречаются и озимые - озимый рапс, рыжик, сурепица. Их сеют осенью, а получают семена на следующий год.

Растительное масло, полученное из семян масличных культур, используют в пищу, для изготовления маргарина, консервов. Применяют его в кондитерской и хлебопекарной промышленности, а также для технических целей - в лакокрасочной, мыловаренной, текстильной, кожевенной, машиностроительной, парфюмерной и многих других отраслях промышленности.

Отходы от переработки масличных семян - шрот и жмых - являются ценным концентрированным белковым кормом для сельскохозяйственных животных. Многие масличные культуры возделывают на зеленый корм и силос (подсолнечник, соя, рапс). Являясь в большинстве случаев пропашными культурами, они способствуют очищению полей от сорняков и служат хорошими предшественниками многих полевых культур [8,с.11].

Использование жира определяется его химическим составом и качеством. Растительные жиры - это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина с жирными кислотами. В состав жира входит три элемента: углерод (75-79%), водород (11 - 13%) и кислород (10-12%). По калорийности жиры значительно превосходят белки и углеводы. В 1 кг жира калорий (9500) содержится в 2 раза больше, чем в белке (4400-5500) и углеводах (4000-4200) [13, с.78].

Свойства жира у различных культур зависят от содержания в нем ненасыщенных (олеиновая, линолевая, линоленовая и др.) и насыщенных (пальмитиновая, стеариновая и др.) жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты легко присоединяют кислород, и жир окисляется. Показателем содержания ненасыщенных кислот в жире является йодное число (количество граммов йода, которое необходимо для окисления 100 г жира). Чем выше йодное число, тем быстрее жир высыхает (таблица).

Таблица - Содержание жира в семенах масличных растений и его качество

Культура	Жир, % сухой массы семян	Йодное число	Число омыления	Кислотное число	Степень высыхания
Подсолнечник	29,0--56,9	119--144	183--196	0,1--2,4	Полувысыхаю щее
Соя	15,5--24,5	107--137	190--212	0--5,7	- // - // - // -// -//
Клещевина	47,2-58,2	81--86	182--187	1,0--6,8	Невысыхающее
Рапс озимый	45,0--49,6	94--112	167--185	0,1--11,0	Слабовысыха- ющее
Рапс яровой	33,0--44,0	101	187	--	То же
Горчица сизая	35,2--47,0	92--119	182--183	0--3,0	- // - // - // -// -//
Горчица белая	30,2--39,8	92--122	170--184	0,06--8,5	- // - // - // -// -//
Сурепица яровая	30,1--48,5	100--111,7	--	0,5--6,0	- // - // - // -// -//
Рыжик	25,6--46,0	132--153	181--188	0,2--13,2	Высыхающее
Сафлор	25,0--37,0	115--155	194--203	0,8--5,8	Полувысыхаю щее
Кунжут	48,0--63,0	103--112	186--195	0,2--2,3	Слабовысыха- ющее
Арахис	41,2--56,5	83--103	182--207	0,03--2,24	Невысыхающее
Перилла	26,1--49,6	181--206	189--197	0,6--3,9	Сильновысыха- ющее
Ляллеманция	23,3--37,3	162--203	181--185	0,8--4,4	- // - // - // -// -//
Лен масличный	30,0--47,8	165-192	186--195	0,5--3,5	Высыхающее

По степени высыхания растительные жиры делятся на три группы: высыхающие, с йодным числом 170-203; полувысыхающие, с йодным числом 130-160; слабовысыхающие, с йодным числом 85 и ниже [12, с.97].

Показателем качества жира является кислотное число - количество едкого кали в миллиграммах, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Чем ниже кислотное число, тем выше качество пищевого и технического масла.

При использовании жира в мыловаренной промышленности важное значение имеет способность жира к омылению, которая оценивается числом омыления (количество едкого кали в миллиграммах, необходимое для нейтрализации свободных и связанных с глицерином жирных кислот, содержащихся в 1 г жира).

Ценность растительного масла как пищевого продукта обусловливается его жирнокислотным составом и прежде всего содержанием в нем биологически активных жирных кислот, которые организм синтезировать не может и должен получать их в готовом виде. В состав растительного масла многих масличных культур входит целый ряд и других ценных для организма биологически активных веществ - фосфатиды, стерины, витамины. Содержание и качество масла в семенах масличных культур изменяются в зависимости от почвенно-климатических условий, особенностей сорта и агротехники. В мягком теплом климате южных районов в масле накапливается больше насыщенных кислот. С продвижением на север в условиях сурового климата в масле образуется больше ненасыщенных жирных кислот. Масличность у растений южного происхождения с продвижением на север снижается и, наоборот, у растений северного происхождения - повышается.

Из агротехнических приемов более заметное влияние на количество и качество жира в семенах оказывают нормы и виды удобрений, режимы орошения, сроки посева, площадь питания растений, сроки уборки. У многих масличных культур на фоне фосфорно-калийных удобрений при умеренных дозах азота содержание жира в семенах повышается. Избыточное азотное питание усиливает синтез белков и уменьшает количество углеводов, что приводит к снижению содержания жира в семенах.

Положительно сказывается на масличности орошение при внесении минеральных удобрений (особенно фосфорно-калийных). Возрастает масличность и при ранних сроках посева. При разреженности посевов количество жира в семенах снижается.

В семенах масличных содержится много хорошо сбалансированного по аминокислотному составу белка, который включает, большое количество аргинина (в 2 раза больше, чем в зерне кукурузы и пшеницы), гистидина, лизина и другие незаменимые аминокислоты. Поэтому белки масличных культур являются важным дополнительным источником кормового и пищевого белка, что имеет большое значение в решении белковой проблемы [10, с.44].

1.2 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика озимого и ярового рапса

Хозяйственное значение. Озимый рапс среди масличных культур семейства капустные занимает первое место по количеству масла в семенах: они содержат от 45 до 51 % слабовысыхающего масла (йодное число 94--112), до 20% белка и свыше 17% углеводов. В состав рапсового масла входит в большом количестве вредная для организма эруковая кислота (до 40--45%), снижающая его пищевые достоинства. В последние годы во многих странах выведены безэруковые сорта озимого рапса. В масле таких сортов почти полностью отсутствует эруковая кислота, а содержание олеиновой кислоты доведено до 60--70%, что значительно повысило его пищевые достоинства и приблизило по качеству к подсолнечному маслу. Рапсовое масло этих сортов широко используется непосредственно в пищу, а также в кондитерской, консервной, пищевой промышленности. Масло обычных сортов рапса употребляют в пищу после рафинирования. Кроме того, его используют для производства биотоплива, как смазочное, а также в мыловаренной, текстильной, металлургической, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Жмых и шрот озимого рапса являются высокобелковым концентрированным кормом для животных. Шрот из семян безэруковых сортов содержит вредных глюкозинолатов до 0,5% (вместо 6--7% у обычных сортов) и по кормовым достоинствам приравнивается к соевому. В нем имеется до 45--49% белка с высоким содержанием незаменимых аминокислот. Жмых и шрот обычных сортов также скармливают скоту небольшими дозами; 1 кг жмыха приравнивается к одной кормовой единице.

Озимый рапс как высокоурожайная культура с коротким периодом вегетации широко используется на зеленый корм. В 100 кг зеленой массы рапса содержится до 4 кг протеина, 16 кормовых единиц. На одну кормовую единицу в зеленой массе рапса приходится 180--190 г протеина.

Озимый рапс хороший медонос. С 1 га его посева получают до 100 кг меда. Высоко и агротехническое значение озимого рапса. Он несильно иссушает почву и рано освобождает поле, поэтому служит хорошим предшественником озимых зерновых и яровых культур.

В связи с тем, что это растение имеет короткий период вегетации и рано созревает (особенно при использовании на зеленый корм), во многих районах его возделывают как промежуточную и пожнивную культуру. Недостаток рапса как предшественника в том, что он может засорять поля падалицей [11, с.51].

Яровой рапс (кольза) имеет такое же значение, как и озимый. В семенах его содержится от 35 до 45% слабовысыхающего масла (йодное число 101), 21% белка и до 17--18% углеводов. Масло ярового рапса обычно используют для технических целей (в мыловаренной, текстильной, лакокрасочной, металлургической и других отраслях промышленности). Вследствие высокого содержания в нем эруковой (до 35--40%) и линоленовой (до 10--13%) кислот пищевые достоинства его очень низкие. Масло безэруковых сортов отличается высокими вкусовыми качествами, широко используется в пищу и в различных отраслях пищевой промышленности.

Жмых ярового рапса содержит много белка (до 38--40%), хорошо сбалансированного по аминокислотному составу. Количество лизина в нем достигает 6,1%. Однако кормовая ценность его низкая вследствие высокого (до 6%) содержания вредных глюкозинолатов, придающих ему горький вкус и отрицательно влияющих на работу щитовидной железы (особенно у свиней и птицы). Поэтому скармливать его надо небольшими дозами и после специальной обработки. Жмых безэруковых и низкоглюкозинолатных сортов отрицательных воздействий на организм животных не оказывает.

Зеленая масса ярового рапса широко используется для кормовых целей. В ней содержится 4,9--5,1% белка, то есть в 2 раза больше, чем в зеленой массе кукурузы и подсолнечника. Яровой рапс -- хороший медонос [4, с.87].

Ботаническая характеристика. Рапс -- Brassica napus oleifeга biennis (семейство капустные -- Brassicaceae) (рис.3).

1 - общий вид; 2- побег с плодами

Рисунок 3 - Рапс

В культуре представлен озимыми и яровыми формами. Озимый рапс -- однолетнее травянистое растение с хорошо развитым стержневым корнем, проникающим в почву на глубину 1,7 м и более.

Растение осенью образует прикорневую розетку листьев, на следующий год весной развивает стебель высотой до 1,5 м и больше. Стебель ветвистый, покрыт восковым налетом. Нижние листья крупные, черешковые лировидно-перисторассеченные; верхние -- мелкие, сидячие, удлиненно-ланцетные. Листья покрыты сильным восковым налетом [2, с.241].

Цветки крупные, желтой окраски, собраны в соцветие -- рыхлую кисть. Озимый рапс является факультативным самоопылителем, наблюдается и перекрестное опыление (у 20--35% цветков). Плод -- стручок, узкий, длиной до 10 см, с тонким коротким носиком, при созревании растрескивается. На одном растении образуется до 200--430 стручков. Семена шаровидные, коричневые или серовато-черные с точечно-ячеистой поверхностью, травянистого вкуса. Масса 1000 семян 3,7--5,5 г. В одном стручке содержится до 20-25 семян (рис.4).

А -- корневая часть растения, В -- часть стебля с цветами и незрелыми плодами: 1 -- пестик, окруженный тычинками, в увеличенном виде; 2 -- стручок;

Рисунок 4 - Рапс озимый

Яровой рапс (кольза) -- Brassica napus oleifera annua относится к семейству капустные -- Brassicaceae. Это однолетнее травянистое растение с прямостоячим ветвистым стеблем высотой до 1,5--1,8 м. Листья у него менее развиты, чем у озимого рапса: нижние -- более крупные лировидно-перистонадрезанные, черешковые; верхние -- цельные, удлиненно-ланцетные. Стебли и листья покрыты сильным восковым налетом, листовая пластинка с нижней стороны опушена.

Цветки желтые, соцветие -- кисть. Рапс -- самоопылитель, но возможно и перекрестное опыление. Плод -- стручок, узкий, прямой, длиной от 5 до 10 см, гладкий с тонким длинным носиком, при созревании растрескивается. Семена мелкие, черной или коричневой окраски, с гладкой поверхностью. Масса 1000 семян 2,6--5 г. В плоде их содержится от 18 до 30 штук [8, с.135].

масличный культура рапс подсолнечник

1.3 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика подсолнечника

Хозяйственное значение. Подсолнечник в странах бывшего СССР является основной масличной культурой, на долю которой приходится около 75% площади, занимаемой масличными культурами, и до 80% производимого растительного масла в стране. В последнее время, в связи с изменением климата, выращивание подсолнечника является перспективным и для Беларуси, особенно в Гомельской и Брестской области.

В семенах его содержится 50--56% (в ядре 59--65%) жира, до, 16,5% (в ядре до 22--24%) протеина. С единицы площади подсолнечник по сравнению с другими культурами дает наибольшее количество масла (1 --1,7 т/га), а по сбору протеина (320--500 кг/га) превосходит даже многие бобовые культуры.

Подсолнечное масло обладает высокими вкусовыми качествами, по усвояемости и калорийности превосходит другие жиры. Усвояемость его организмом человека составляет 86--91%, калорийность 100 г -- 929 ккал. В нем содержится до 62% биологически активной линолевой кислоты, а также витамины A, D, Е, К, фосфатиды, что особенно повышает его пищевую ценность.

Подсолнечное масло рекомендуют при повышенном содержании в организме холестерина, а также при развитии атеросклероза. Употребляют масло непосредственно в пищу, а также для изготовления маргарина, консервов, кондитерских и хлебобулочных изделий. Из подсолнечного масла получают олифу, лаки, краски, используют его при производстве мыла, стеарина, линолеума, клеенки и других изделий.

При переработке семян на масло в виде побочной продукции получают около 35% шрота или 33% жмыха, которые являются ценным концентрированным высокобелковым кормом для животных. В шроте содержится 32--35% протеина, 1% жира, 20% углеводов, 3--3,5% фитина (биологически активного вещества), 13--14% пектина, витамины группы В, кальций, фосфор и другие очень ценные вещества [8, с.75].

По кормовой ценности 1кг подсолнечного шрота приравнивается к 1,02 кормовой единицы с содержанием до 0,36 кг переваримого протеина, в состав которого входят в довольно значительных количествах все незаменимые аминокислоты. Жмых содержит 33--36% белка, 5,5-7% жира, много минеральных солей, пектина, витаминов. Его широко применяют в кондитерской промышленности для изготовления халвы и других изделий.

Лузга, выход которой составляет 16--22% массы семян, служит сырьем для получения гексозного и пентозного сахара. Из гексозного сахара вырабатывают этиловый спирт и кормовые дрожжи, из пентозного -- фурфурол, используемый для изготовления пластмасс, искусственного волокна и другой продукции. Из 1 т лузги можно получить 100 кг заменителя глицерина, 32 л этилового спирта или 100--150 кг кормовых дрожжей. Применяют лузгу для изготовления строительного материала, как топливо, а также используют для кормовых целей. В 1 кг ее содержится 0,1 кормовой единицы, 10 г переваримого протеина. Скармливают ее в виде муки крупному рогатому скоту, овцам. Корзинки подсолнечника, выход которых составляет 56-- 60% урожая семян, являются ценным кормом для животных, охотно поедаются овцами и крупным рогатым скотом. В них содержится 3,5--5,5% жира, 6--8% протеина, а в 1 кг муки из сухих корзинок--0,7--0,8 кормовой единицы и 38--43 г протеина. Из корзинок вырабатывают пищевой пектин, содержание которого в них достигает 27%.

Широко возделывают подсолнечник и как кормовую культуру. Зеленая масса его в чистом виде и в смеси с бобовыми или другими кормовыми культурами используется для кормления крупного рогатого скота, а убранный в фазе цветения подсолнечник хорошо силосуется. Силос из него охотно поедается скотом и по питательности не уступает силосу из кукурузы. В 1 кг зеленой массы подсолнечника содержится 0,12 кормовой единицы, 10 г переваримого протеина, 1,4 г кальция, 0,4 г фосфора, 0,35 мг каротина, а в 1 кг силоса из подсолнечника, убранного в начале цветения, -- 0,13--0,16 кормовой единицы, 10--15 г протеина, 0,4 г кальция, 0,28 г фосфора и 25,8 мг каротина.

Стебли подсолнечника могут служить сырьем для выработки бумаги, а зола из стеблей -- как местное удобрение (калийное), ее можно также использовать для выработки поташа, так как в ней содержится до 36% окиси калия и около 4% фосфорной кислоты. Подсолнечник -- хороший медонос, с 1 га его посевов получают до 25--30 кг меда. Лепестки подсолнечника используют в медицине.

Подсолнечник как пропашная культура очищает поле от сорняков и является хорошим предшественником яровых зерновых, а в южных районах -- и озимых культур [6, с 270].

Ботаническая характеристика. Подсолнечник -- Helianthus annuus L. относится к семейству Астровые -- Asteraceae (рис.5).



Рисунок 5 - Вегетативные и генеративные органы подсолнечника

По современной классификации Helianthus annuus L. -- сборный вид, который делится на два самостоятельных вида -- Helianthus cultus Wenzl. -- подсолнечник культурный (объединяющий все формы и сорта подсолнечника полевой культуры) и Helianthus ruderalis Wenzl. -- подсолнечник дикорастущий (не имеющий производственного значения). Подсолнечник культурный представлен двумя подвидами: subsp. sativus -- посевной и subsp. ornamentalis -- декоративный [3, с.417].

Подсолнечник культурный посевной -- однолетнее растение с мощно развитой стержневой корневой системой, проникающей в почву на глубину 2--4 м и распространяющейся в стороны на 1--1,2 м. Стебель прямостоячий, грубый, деревянистый, высотой от 0,7 до 2,5 м, у силосных сортов -- до 3--4 м, преимущественно неветвящийся, покрыт жесткими волосками, выполнен внутри рыхлой сердцевиной. Листья простые, черешковые, с крупной листовой пластинкой овально-сердцевидной формы и пильчатыми краями, густо опушенной жесткими волосками. Расположение листьев на стебле очередное (только у двух-трех первых пар -- супротивное). Вверх по стеблю листья уменьшаются и переходят в листовую обертку соцветия [9, с.532].

Соцветие -- корзинка, состоящая из крупного цветоложа с ячейками, в которых располагаются цветки -- по краям корзинки язычковые, в центре -- трубчатые (рис. 6).

1 -- листочки обертки; 2 -- язычковые цветки; 3 -- трубчатые цветки.

Рисунок 6 - Строение корзинки подсолнечника

Язычковые цветки бесполые, состоят из ярко-желтого венчика и нижней завязи. Трубчатые цветки имеют чашечку, венчик пятерного типа, сростнолепестный, желтой окраски, пять тычинок, один пестик с нижней одногнездной завязью и двухлопастным рыльцем (рис. 7).

1 -- трубчатый обоеполый; 2 -- пестик с пыльниками; 3 -- пестик с двухперистым рыльцем; 4 -- пыльники; 5 -- язычковый бесполый цветок.

Рисунок 7 - Цветки подсолнечника

Плод -- семянка, сжатояйцевидная, удлиненная, заостряющаяся книзу, обычно серой, реже белой или черной окраски. Состоит из кожуры (лузги) и собственно семени (ядра), в котором различают тонкую оболочку, две семядоли, почечку и корешок. В кожуре семени между пробковой тканью и склеренхимой располагается панцирный слой черной окраски, содержащий до 76% углерода и защищающий семянку от повреждения гусеницами подсолнечной моли (рис.8).

1-- клетки эпидермиса; 2 -- пробковая ткань; 3 --панцирный слой; 4 -- клетки склеренхимы.

Рисунок 8 - Разрез кожуры семянки подсолнечника

(слева -- панцирного, справа -- беспанцирного)

Современные высокомасличные сорта подсолнечника отличаются низкой лузжистостью (18--24%), высокой панцирностью (92--99%). Масса 1000 семян чаще от 50 до 70 г, с колебаниями от 40 до 125 г [14, с.56].

По строению семянок подсолнечник подразделяют на три группы. Масличный -- семянки мелкие, хорошо выполненные, масса 1000 семян 35--75 г, масличность 38--56%, лузжистость 19--35%; стебель тонкий, высотой 1,5--2,5 м, корзинка диаметром 14--20 см. Грызовой -- семянки крупные, плохо выполненные, масса 1000 семян 100--170 г, масличность 20-- 35%, лузжистость 46--56%; стебель толстый, высотой 2--4 м, корзинка крупная, диаметром от 17 до 45 см. Межеумок -- занимает промежуточное положение (рис.9).

а-- грызовой; б -- масличный; в --межеумок (слева - целые, справа - в разрезе)

Рисунок 9 - Семянки подсолнечника

1.4 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика сои

Хозяйственное значение. Соя -- ценнейшая универсальная культура. Семена ее содержат 17--26% жира, 36-- 48% хорошо сбалансированного по аминокислотному составу белка и более 20% углеводов. Масло сои полувысыхающее (йодное число 107--137), отличается высоким содержанием физиологически активных незаменимых жирных кислот (линолевой, олеиновой, линоленовой и др.). По качеству белка соя значительно превосходит многие другие растения, в том числе масличные и зерновые. Соевый белок хорошо усваивается организмом и по биологической ценности приближается к белкам животного происхождения. В решении проблемы устранения дефицита белка большое значение придается сое.

Углеводы в семенах сои, представленные в основном сахарозой, почти полностью растворяются в воде. Она содержит большое количество витаминов A, D, Е, С, а витамина B₁ в ней в 3 раза больше, чем в сухом коровьем молоке, В₂ -- в 6 раз больше, чем в зерне пшеницы. Много в семенах сои неорганических веществ (калия, кальция, фосфора), а также фитина. В 1 кг семян сои содержится 320--450 г протеина, 21,9 г лизина, 4,6 г метионина, 5,3 г цистина, 4,3 г триптофана, 25,6 г аргинина, 7,6 г гистидина, 26,2 г лейцина, 17,6 г изолейцина, 17 г фенилаланина, 12,7 г треонина и 18 г валина.

Разнообразный химический состав семян сои позволяет использовать их для пищевых, кормовых и технических целей. Из них готовят молоко, масло, маргарин, сыр, муку, колбасные, кондитерские изделия и много других продуктов. В странах Юго-Восточной Азии (Китае, Японии и др.) соя издавна широко используется в пищу, заменяя мясо, молоко, рыбу и являясь основным источником белка. Соевые продукты широко используются в США, а в последние годы и в ряде европейских стран.

Добавление соевой муки в хлеб, кондитерские, колбасные изделия улучшает их питательность, вкусовые качества и калорийность. Соя рекомендуется как диетический продукт при диабете. Соевое масло употребляется в пищу и используется для приготовления многих продуктов питания. Соевые фосфатиды применяют при изготовлении шоколада, в хлебопекарной и кондитерской промышленности.

Широко используется соя для технических целей -- в мыловаренной, лакокрасочной, текстильной, химической и других отраслях промышленности. Из нее изготавливают пластмассу, клеенку, линолеум, смазочные масла и многие другие товары [1, с.338].

Соя -- ценная кормовая культура. Для кормовых целей используют жмых, шрот, соевую муку, зеленую массу. Соевый жмых содержит 38,7% протеина, 5,5% жира. Добавление его и соевой муки в комбикорма заменяет цельное молоко в рационе телят. Из 1 т семян сои получают 750--800 кг шрота, который содержит 40% протеина, 1,4% жира и является ценнейшим концентрированным кормом для животных [7, с.99].

Зеленая масса сои охотно поедается всеми видами скота как в свежем виде, так и в силосе с другими культурами. В 100 кг ее, убранной в фазе цветения -- налива бобов, содержится до 22 кормовых единиц и до 3 кг протеина. На 1 кормовую единицу зеленой массы сои приходится 145--301 г протеина. Скармливают ее как в чистом виде, так и в смеси со злаковыми культурами. Содержание каротина, протеина, кальция в зеленой массе сои в 2--5 раз больше, чем в злаковых. Соевое сено по кормовым достоинствам не уступает клеверному: в 100 кг его содержится 47--54 кормовых единицы, 11 --15 кг протеина. Солома сои также является хорошим кормом для животных. В ней содержится 2--4,8% протеина, 1,5--2,9% жира, в 100 кг соломы--38,2 кормовой единицы.

Соя как бобовая культура обогащает почву азотом. После ее уборки на 1 га накапливается 70--80 кг усвояемого азота. Как пропашная культура при хорошем уходе за ней соя оставляет поле чистым от сорняков и является ценным предшественником многих полевых культур. Ее можно возделывать на маломощных подзолистых почвах как сидеральную культуру [5,с.66].

Ботаническая характеристика. Соя относится к семейству Бобовые (Fabaceae). В культуре представлена одним видом -- Glycine hispida Maxim., который делится на 6 подвидов. Важнейшими из них являются: маньчжурский (subsp. manshurica Enk.), славянский (subsp. slavonica Kov. et Pinz.), китайский (subsp. chinensis Enk.), индийский (subsp. indica Enk.), корейский (subsp. когаjensis Enk.). Большинство возделываемых в странах бывшего СССР сортов сои относится к маньчжурскому подвиду.

Соя -- однолетнее травянистое растение с прямостоячим, ветвистым, неполегающим стеблем, покрытым рыжими или белыми волосками, высотой от 60 до 100 см (с колебаниями от 20 до 200 см). Корневая система стержневая, проникает в почву на 1,5--2 м, основная масса корней распространяется в слое 0--50 см.

Листья сложные, тройчатые, длинночерешковые, с крупной овальной или яйцевидной листовой пластинкой, сильноопушенные. При созревании листья опадают. Цветки мелкие, белой или фиолетовой окраски, собраны по 3--8 в кистеобразное соцветие, расположенное в пазухах листьев. Соя -- самоопылитель, но наблюдается и перекрестное опыление [15].

Плод -- боб мечевидной или саблевидной формы, опушенный. Семена различной величины, овальные или шаровидные, слегка сплюснутые или плоские, желтой, коричневой, зеленой или черной окраски. Масса 1000 семян в зависимости от сорта и условий выращивания колеблется от 50 до 400 г, у большинства возделываемых в нашей стране сортов -- от 100 до 250 г (рис.10).

Рисунок 10 - Вегетативные и генеративные органы сои

1.5 Хозяйственное значение и ботаническая характеристика масличного льна

Хозяйственное значение. В семенах льна масличного содержится 38--45% быстро высыхающего масла (йодное число 165--192), которое высоко ценится в лакокрасочном производстве. Его используют в кожевенной, мыловаренной, бумажной, парфюмерной, резиновой, электротехнической и других отраслях промышленности, применяется оно и в медицине. Льняное масло употребляют также в пищу. Жмых и шрот являются ценным белковым кормом для животных. В 100 кг жмыха содержится 115 кормовых единиц и 28,5 кг переваримого протеина, в 100 кг шрота-- 103 кормовые единицы и 28,9 кг переваримого протеина. Жмых, полученный из недозрелых семян льна, перед скармливанием запаривают, чтобы не вызвать отравления у животных. Употребляется на корм полова, в 1 кг которой содержится 0,27 кормовой единицы и 20 г переваримого протеина.

В стеблях льна-межеумка содержится 12--17% волокна, который по качеству уступает волокну из льна-долгунца. Используют его для изготовления грубых тканей, а также высоких сортов бумаги.

Ботаническая характеристика. Лен обыкновенный культурный -- Linum usitatissimum L. относится к семейству Льновые -- Linaсеае. Для получения масла возделывают лен-межеумок, реже лен-кудряш.

Лен -- однолетнее травянистое растение с цилиндрическим гладким стеблем. Корневая система стержневая, более развита, чем у льна-долгунца. Корни углубляются до 0,6--1 м, а в сухие годы -- до 1,5 м. Листья сидячие, ланцетные. Цветок пятерного типа, венчик голубой, реже белый, розовый, фиолетовый. Расположены цветки на верхушках побегов. Лен--самоопылитель. Плод -- коробочка шаровидной формы, разделена перегородками на 5 гнезд, с двумя семенами в каждом. Семена плоские, яйцевидной формы с клювовидным носиком, коричневой, реже кремовой окраски, гладкие, блестящие. Оболочка семени содержит слизь, при намачивании образует скользкую поверхность. Масса 1000 семян 4--8 г.

Лен-межеумок -- одно-двухстебельное растение. Высота стебля 50--70 см. Ветвление его начинается на высоте 20--30 см. На растении образуется 15--20 коробочек. Лен-кудряш -- более низкорослое растение (до 30--50 см), имеет 4--5 сильно ветвящихся от основания стеблей. На растении формируется до 30--60 коробочек (рис.11).



1 -- кудряш; 2 --межеумок.

Рисунок 11 - Лен масличный

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика объекта и условий проведения исследований

Объектами нашего исследования являются основная масличная культура Беларуси - рапс, а также перспективные для южных областей страны подсолнечник и соя, и актуальный для северной части республики лен масличный.

Рапс (Brassica napus) -- вид травянистых растений рода Капуста семейства Капустные (Brassicaceae). Важное масличное растение; экономическое значение рапса к концу XX и началу XXI века существенно выросло в связи с тем, что он начал использоваться для получения биодизеля. Рапс -- однолетнее растение длинного дня, холодостойкое, требовательное к влаге и плодородию почвы, хорошо произрастает в умеренной зоне в условиях Беларуси. При укорочении светового дня вегетативная масса увеличивается, а семенная продуктивность снижается. У рапса различают озимые и яровые формы. Размножается рапс семенами.

Подсолнечник однолетний, или Подсолнечник масличный (Helianthus annuus) -- вид травянистых растений из рода Подсолнечник семейства Астровые (Asterаceae). Подсолнечник однолетний выращивается практически во всём мире. В первую очередь -- для производства из семян подсолнечного масла, которое затем употребляется для приготовления пищи и для технических нужд. Гидрогенизацией подсолнечного масла получают саломас, который в дальнейшем используется при производстве маргарина или мыла. Масло также используется в лакокрасочной промышленности. Отходы производства подсолнечного масла (жмых и шрот) используются как высокобелковый корм для скота. Жмых используется также для изготовления халвы. Богатая белком зелёная масса высокорослых сортов идёт на силос и сенаж.

Соя культурная (Glycine max) -- однолетнее травянистое растение, вид рода Соя (Glycine) семейства Бобовые (Fabаceae) . Соя -- один из богатейших белком растительных продуктов. В мировом производстве растительных масел соевое масло занимает ведущее место. Его применяют в рафинированном виде в пищу. Соевое масло широко используется в пищевой промышленности. С его использованием в промышленных масштабах производят массу различных пищевых продуктов, включая салаты, маргарин, хлеб, майонез, немолочные сливки для кофе и закуски. Высокая температура начала дымообразования соевого масла позволяет использовать его для жарки. Масло может использоваться для обогащения кормов при приготовлении комбикормовых смесей и сухого корма для кормления кур, индейки, кошек, собак и прочих животных.

Лён (Linum) -- род растений семейства льновые (Linaceae).Однолетние и многолетние травы с цельными листьями, расположенными поочерёдно или изредка противоположно. К роду лён относятся больше ста видов, из которых самый важный -- лён обыкновенный, или прядильный (Linum usitatissimum L.). Разводятся преимущественно 2 подвида обыкновенного льна, а именно: долгунец с маловетвистым соцветием и более высоким стеблем, главным образом для пряжи, и кудряш -- более приземистый и с весьма ветвистым соцветием -- главным образом для семян. В клеточках зародыша семени льна и окружающей его тонким слоем питательной ткани находится преимущественно жирное льняное масло, содержащее масляную линоленовую кислоту.

2.2 Методика проведения исследований

При проведении полевых исследований сначала определяют задачу исследований. Это может быть оценка возможностей новых сортов, технологий или элементов технологий, культивационных сооружений, оборудования для возделывания технических культур и т. д. Решить поставленные задачи можно с помощью лабораторных, вегетационных, рекогносцировочных, лабораторно-полевых и производственно-полевых опытов.

Лабораторные и вегетационные опыты используют для изучения частных вопросов, таких, например, как оценка качества посевного и посадочного материала до и после различных обработок и без них, а также для агрохимических, физиологических, биохимических исследований с плодовыми культурами. Выполняют такие исследования в лабораториях или в условиях защищенного грунта. Рекогносцировочные опыты имеют предварительный, поисковый характер. С их помощью можно, например, избежать необходимости закладки громоздких, с большим числом вариантов полевых опытов. Лабораторно-полевые опыты имеют обычно аналитический характер; их закладывают как в открытом, так и в защищенном грунте. Опыты обычно сочетают с комплексом лабораторных исследований, включая агрохимические, анатомические, биохимические, биометрию и др.

Производственно-полевые опыты закладывают в наиболее типичных для конкретной зоны участках. Обычно в таких опытах изучают влияние агроприемов на урожайность технических культур, качество урожая, а также на экономическую эффективность агроприемов [1, с.13].

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

3.1 Биологические особенности озимого рапса

Рапс озимый представляет типичную озимую культуру, которая при посеве весной и отсутствии условий для прохождения яровизации остается в фазе розетки в течение всего вегетационного периода. Такое поведение рапса озимого при весеннем посеве, когда растения способны образовывать много зеленой массы, не переходя к цветению, дает основание для использования его в зоне, где он не перезимовывает, как кормовую культуру.

Озимый рапс - растение холодостойкое, однако зимостойкость его слабая и зависит от сорта и закалки растений. Закалку он лучше проходит в фазе развитой розетки листьев (из 3--5 штук) при температуре 5°С в течение 10 дней и при --3 °С в течение последующих 5 дней. Растения, не прошедшие закалки (при поздних сроках посева), погибают при снижении температуры до --6, --8 °С. Хорошо закалившиеся растения переносят понижение температуры на глубине 1,5--2 см до --12, --14 °С. При снежном покрове толщиной 5--6 см и более озимый рапс выдерживает морозы до 23-- 25 °С.

Семена озимого рапса при весеннем сроке посева начинают прорастать при 1--2°С. Наиболее благоприятна для роста вегетативной массы температура 18--20 °С. В период цветения и созревания семян потребность в тепле повышается, лучшая температура в этой фазе 22--23 °С. Весной озимый рапс начинает отрастать при температуре почвы 3--4°С. При высокой температуре угнетается рост растений и снижается урожай семян.

Потребное количество воды при набухании и прорастании равно примерно 50% массы абсолютно сухого семени. В первый период развития озимый рапс, когда его корневая система только начинает формироваться, важное значение имеет увлажнение верхнего слоя почвы.

Озимый рапс требователен к влаге. В начале вегетации (осенью) засуху переносит плохо, весной же довольно устойчив к ней. Лучше растет в умеренно влажном климате. Наибольшую потребность в воде испытывает в период бутонизация -- цветение -- налив семян. Транспирационный коэффициент 330 (может повышаться до 600 и более).

Избыточное увлажнение почвы отрицательно влияет на произрастание растений. Рост и развитие их задерживаются в пониженных местах рельефа, особенно в блюдцах и ложбинах, в результате застоя воды у растений нарушается процесс дыхания. В связи с этим они быстро расходуют остатки запасов углеводов и других веществ. Кроме того, в соответствии с биологической особенностью озимой формы рапса, его корневая система не может проявлять жизнедеятельность без доступа воздуха. Все это приводит к повреждению надземной части растения, постепенному отмиранию корней, что ведет к гибели посевов

Озимый рапс относится к светолюбивым растениям длинного дня, цветет и плодоносит при 12-часовом дне. В загущенных посевах наблюдаются взаимное затенение растений, преждевременное отмирание листьев, плохое развитие репродуктивных органов. Кроме того, растения из-за недостаточного освещения нижней части стеблей полегают. Малый доступ света вызывает вытягивание клеток, в результате их стенки становятся более тонкими, а стебли рапса развиваются нежными.

Онтогенез рапса, как и у большинства видов сельскохозяйственных растений, можно разделить на два основных периода: вегетативный - формирование вегетативных органов (корней, листьев и стебля), и генеративный, или репродуктивный, - формирование соцветий, цветков, плодов..

В процессе индивидуального развития рапс проходит пять возрастных периодов, которые тесно взаимосвязаны с прохождением фенологических фаз. У озимого рапса различает следующие фазы вегетации: всходы, появление первой пары настоящих листьев, начало образования листовой розетки, начало формирования новых листьев розетки весной, начало стеблевания (ветвления), образование соцветий, начало бутонизации, образование заметного венчика цветка, начало цветения, цветение, образование первых стручков, молочная спелость, восковая спелость, полная спелость.

При оптимальной влажности почвы и температуре воздуха 15-18°С всходы рапса появляются на 3-4-й день; при недостатке влаги, тепла и в случае глубокой заделки семян - на 8-10-й день и позже. После появления на поверхности почвы семядольных листочков образуются настоящие листья.

При весеннем посеве рапса озимого в первый месяц рост растений идет замедленно. Высота растения достигает 15-18 см, на нем формируется 5-6 листьев.Более активно рапс растет во второй месяц жизни, а затем прирост заметно сокращается.

Растения различных по скороспелости сортов растут неодинаково интенсивно. У раннеспелого сорта Лембке максимальный прирост отмечен на 45-й день после всходов. Затем он резко замедляется и полностью прекращается между 55-65-м днями (от начала всходов).

Величина наибольшего прироста у позднеспелого сорта Матадор отмечается на 60-й день после всходов. Потом он уменьшается, но имеет место до конца вегетационного периода.

При посеве в начале августа всходы, как правило, появляются на 3-7-й день. Если осадков в летний период выпадает мало, всходы могут появиться на 20-30-й день. При благоприятных для появления всходов условиях через месяц растения имеют 5-6 листьев, длина наибольших из них 20-25 см. Листья в розетке в зависимости от сорта и условий развития могут быть прижаты к почке или направлены вверх.

Яровизацию озимый рапс проходит в полевых условиях в течение осенне-зимнего периода в фазе розетки при условии длительного воздействия пониженными температурами. Он должен пройти закалку, которая состоит из двух фаз: первой - световой и второй - темновой. Первая стадия закалки проходит осенью при температуре от 5 до 7 °С. Продолжительность ее 14-20 дней, прекращается она при отрицательных температурах. За это время в листьях накапливаются высокоэнергетические вещества, включая растворимый сахар; затем они оттекают в корневую шейку и точку роста. Вторая фаза продолжается 5-7 дней при температуре от -5 до -7 °С. В результате оттока свободной воды из клеток у растений повышается устойчивость к низким температурам.

Наиболее хорошо перезимовывают растения с развитой розеткой (4-6 настоящих листьев), что достигается оптимальным сроком посева при рекомендованной густоте стояния растений. Всходы рапса не прошедшие фазу закаливания, погибают при морозах от -6 до -8°С, что обычно наблюдается при позднем посеве. Перезимовавшие растения быстро отрастают, и через 10-20 дней после начала весенней вегетации образуются бутоны.

В условиях Беларуси цветение приходится на середину мая. Цветение продолжается примерно 25-30 дней. Если весна засушливая, период цветения резко сокращается.

Несмотря на биологическое приспособление цветков к перекрестному опылению, в значительной степени рапс является и самоопылителем. Некоторые ученые считают, что рапс может образовывать много плодов, как при самоопылении, так и перекрестном опылении.

Цветки рапса в начале цветения более интенсивно посещаются пчелами. В цветках рапса непрерывно образуется нектар, и, следовательно, пчелы могут посещать один и тот же цветок многократно.

Начало созревания рапса в Беларуси - конец июля. Продолжительность вегетационного периода в- 340-348 дней.

Около 40-60 дней (в зависимости от зоны выращивания) из числа дней вегетационного периода попадает на осенний период, когда растения рапса озимого должны накопить достаточный запас питательных веществ, необходимых для зимовки.

Корни у рапса озимого растут очень быстро. Наиболее интенсивный рост их, совпадает с началом образования первых настоящих листьев.

К моменту формирования розетки из 3-5 листьев стержневой корень проникает в почву до 1 м, имея при этом 5-6 боковых ответвлений.

Из всех культур семейства капустные рапс предъявляет самые высокие требования к плодородию почвы. При урожае семян 2,5 т/га он выносит из почвы 138 кг азота, 58 кг фосфора и 169 кг калия. Лучшие почвы для него черноземные, каштановые, серые лесные, оподзоленные суглинки (при известковании). Непригодны тяжелые глинистые, заболоченные почвы. Плохо переносит близкое стояние грунтовых вод.

3.2 Биологические особенности подсолнечника

Вегетационный период подсолнечника составляет от 70 до 140 дней. В период вегетации выделяют следующие фазы: всходов, первой, второй, третьей пары настоящих листьев, бутонизации (образования корзинки), цветения, созревания (формирование, налив и созревание семян).

Семена подсолнечника при набухании и прорастании поглощают воды до 70% их воздушно-сухой массы. Обычно при температуре 8--15°С семена начинают прорастать на 3--4-е сутки. Всходы в виде двух семядолей появляются на поверхности почвы на 10--12-й день после посева. Через 3--5 дней после появления всходов формируется первая пара, а затем с интервалами 2--3 дня последующие (вторая и третья) пары настоящих листьев. Наибольшую площадь листьев растения формируют к началу налива семян.

...