Методические указания по выполнению практических занятий по дисциплине «Кормопроизводство с основами ботаники и агрономии»

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный аграрный университет» Хакасский филиал Методические указания по выполнению практических занятий по дисциплине «Кормопроизводство с основами ботаники и агрономии» Специальность 110401.65 «Зоотехния» Абакан 2008 Практическое занятие № 1 Тема: Анатомия и морфология растений. Цель: Изучить строение рас­тительной клетки. Приборы и оборудование: Луковица лука, раствор йода в йодиде калия, стакан воды, микроскоп, предметное и покровное стекла, препа­ровальная игла, пинцет, тетрадь, ручка. Методика выполнения. Ознакомиться со строением рас­тительной клетки можно на примере кожицы лука. Препаровальной иглой снимите кожицу с выпуклой стороны сочной чешуи лука, поместив ее наружной стороной вверх в каплю воды на предметное стекло, и накройте покровным стеклом. Рассмотрите препарат сначала при малом увеличении. Органоиды клетки будут видны более четко, если на препарат подействовать раствором йода в йодиде калия. Для этого сухой стеклянной палочкой нанесите 1—2 капли реактива с одной сто­роны покровного стекла, а с противоположной стороны полос­кой фильтровальной бумаги впитайте часть воды из-под покров­ного стекла и втяните реактив под стекло. Реактив окрасит белки цитоплазмы в золотисто-желтый цвет, белки ядра — в коричне­вый, оболочка останется бесцветной, вакуоли станут более свет­лыми. Выбрав 2—3 лучшие клетки в препарате, внимательно рассмот­рите и зарисуйте (крупно), обозначив цитоплазму, ядро с ядрыш­ками, оболочку, вакуоль с клеточным соком. Пояснения к заданию. Клетка — наименьшая структурная еди­ница живых организмов. Размер клетки варьирует от 10 до 100 мкм. По форме клетки бывают паренхимные (длина не более чем в 2 раза превышает ширину) и прозенхимные (длина более чем в 2 раза превышает ширину). В строении растительной клетки (рис. 1) различают прото­пласт — живое содержимое и парапласт — неживое (производное протопласта). Главная сущность клетки заключается в ее прото­пласте. В световом микроскопе видно, что протопласт состоит из цитоплазмы, ядра, пластид и митохондрий. К парапласту относят оболочку клетки, вакуоль с клеточным соком и включения (оформленные и жидкие). Растительная клетка отличается от животной наличием плас­тид, плотной оболочки и вакуолярной системы. Пластиды присущи лишь клеткам растений. Число, форма пластид зависят от их типа, места расположения и вида растения. Тело пластиды окружено двойной мембраной, имеет бесцветную белковую строму, в которой могут находиться красящие веще­ства — пигменты зеленого (хлорофилл), оранжево-красного (ка­ротин) и золотисто-желтого (ксантофилл) цвета. По окраске стромы различают три типа пластид: лейкопласты, хлоропласты и хро­мопласты. Лейкопласты — бесцвет­ные, лишенные пигментов самые мелкие пластиды ок­руглой или веретеновидной формы, имеются в кожице листьев, в клетках запасаю­щих тканей всех органов рас­тений. Их основные функ­ции — вторичный синтез и хранение запасных питатель­ных веществ. Хлоропласты содержат хлорофилл, имеют зеленую окраску и придают растениям зеленый цвет. Форма их дисковидная. Бесцветная белково-липоидная строма хлоро­пласта пронизана системой мембран — ламеллы, диски, граны (диски в виде стопки монет). В гранах между слоя­ми белков и жиров располо­жен хлорофилл. Хлоропласты выполняют важнейшую функ­цию фотосинтеза — образуют на свету органические вещества из неорганических, т. е. кон­сервируют световую энергию, превращая ее в энергию пита­тельных веществ и обеспечивая автотрофное питание растений. Поглощая диоксид углерода (СО2), воду и минеральные эле­менты, растения на свету в процессе фотосинтеза создают угле­воды, жиры, белки и выделяют кислород. Хромопласты окрашивают цветки, плоды и другие органы рас­тений в оранжево-красный и золотисто-желтый цвета. В их строме имеются каротиноиды: каротин, ксантофилл, ликопин. Яркая окраска цветков и плодов, привлекая насекомых, птиц и др., спо­собствует опылению, распространению плодов и семян. Оболочка, покрывающая клетку, защищает ее от внешних воздействий, придает определенную форму и механическую проч­ность. Она состоит из клетчатки (целлюлозы). Молекулы клетчатки, группи­руясь, образуют мицеллы, микрофибриллы и фибриллы, называе­мые волокнами. В промежутках между ними расположены пектиновые вещества и полуклетчатка (гемицеллюлоза). Такая структу­ра делает оболочку прочной. По происхождению различают первичную и вторичную обо­лочки. Сначала после деления ядра молодые клетки покрыты тон­кой эластичной пленочкой — первичной оболочкой, состоящей из воды, пектина, гемицеллюлозы и целлюлозы (20—25%). Первич­ная оболочка не препятствует росту клетки, после окончания ко­торого, на ее внутренней поверхности образуется прочная вторич­ная оболочка. Утолщение ее происходит неравномерно. В местах, где слои вторичной оболочки не откладываются, образуются поры. Поры прилегающих клеток, как правило, совпадают, формируя цилиндрический канал (простые поры). Поры выполняют важную биологическую функцию. Через них из одной клетки в другие проходят плазмодесмы (тончайшие нити цитоплазмы), связывающие протопласты клеток в единый комп­лекс, а также осуществляется обмен веществ между клетками. Характер и степень утолщения вторичной оболочки определя­ются функцией той или иной клетки. Так, клетки покровной тка­ни, выполняющие защитную функцию, имеют утолщенную на­ружную оболочку, пропитанную кутином (эпидерма), тогда как образовательные, ассимилирующие, запасающие и выделитель­ные клетки покрыты тонкой оболочкой. Это пример того, как вы­полняемая функция определяет структуру клетки. В процессе жизнедеятельности клеток нередко происходят видоизменения их оболочки: одревеснение, опробковение, кутинизация, минерали­зация и ослизнение. Одревеснение — это следствие пропитывания клеточной обо­лочки лигнином, опробковение — суберином. Кутинизация — это пропитывание наружных оболочек клеток кутином, который так­же образует на их поверхности защитную пленочку — кутикулу. Инкрустация клеточных оболочек минеральными соединениями вызывает их минерализацию. При ослизнении оболочек образуются слизи и камеди — высокомолекулярные углеводы, способные на­бухать в воде. Практическое занятие № 2 Тема: Характеристика зерновых культур Цель работы. Изучить особенности и фазы роста зерновых злаков I и II групп. Приборы и оборудование: учебник, справочник, плакаты, тетрадь, ручка. Методика выполнения. Ознакомиться с группировкой зерновых злаков и изучить отличительные признаки хлебов I и II групп. Изучить фазы роста зерновых злаков. Пояснения к заданию. . Зерновые злаки объединяют в две груп­пы: типичные хлеба, или хлеба I группы, — пшеница, рожь, три­тикале, ячмень и овес (их также называют колосовыми, кроме овса), и просовидные культуры, или хлеба II группы, — кукуруза, просо, сорго, рис, чумиза (их и гречиху называют также крупяны­ми культурами). Зерновые культуры I и II групп имеют ряд общих и отличи­тельных особенностей. Фазы роста зерновых злаков. У зерновых злаков различают сле­дующие фазы роста: набухание и прорастание зерновки; всходы; кущение; трубкование; колошение, или выметывание; цветение; созревание. Набухание и прорастание зерновки (посев — всходы). Для набухания и прорастания семян необ­ходимы в достаточном количестве влага, тепло и кислород воздуха, а также первоклассные семена, равномерный их высев, оптималь­ная глубина посева. Проростки различных хлебов I группы форми­руют разное число зародышевых корешков: озимая пшеница — 3, яровая пшеница — чаще 5, рожь — 4 (иногда меньше), ячмень — 5— 8 и овес — 3. Зерновые хлеба II группы — просо, кукуруза, сорго и рис — прорастают одним корешком. По мере формирова­ния проростка и всходов число корешков увеличивается. Проростки у голозерных злаков появляются со стороны заро­дыша, в нижней части зерновки, а у пленчатых форм ростки сна­чала проходят под мякинной оболочкой и выходят из зерна на верхнем конце. Сверху проросток покрыт прозрачным бесцветным (или с антоциановым окрашиванием) первичным листом с редуцирован­ной листовой пластинкой. Это колеоптиле, оно имеет длину 3— 6 см. Колеоптиле предохраняет росток от механических поврежде­ний. Внутри ростка поочередно формируются 3—4 зародышевых листа, свернутых в трубочку. Минимальные температуры, при которых могут прорастать се­мена зерновых культур, следующие: для хлебов I группы — 1— 2 °С (оптимальная 20—25 °С), для хлебов II группы — 8—12 °С (опти­мальная 25—30 °С). Всходы. Как только проросток выйдет на поверхность по­чвы, под влиянием солнечного света колеоптиле прекращает рост и разрывается появляющимся первым настоящим листом. В это время и отмечают фазу всходов. Кущение. Это процесс подземного ветвления стебля. Узел кущения (закладывается на 2—3 см ниже уровня поверхности по­чвы) — это образование, состоящее из нескольких сближенных стеблевых узлов, из которых формируются узловые побеги и вто­ричные корни. Узловые корни образуются только во влажной почве. При этом яровая пшеница и ячмень формируют узловые корни главным об­разом в фазе кущения, а озимые хлеба, овес и просовидные злаки Могут образовывать узловые корни и в фазе трубкования, хорошо используя более поздние дожди. Озимые формы пшеницы и ячменя могут продолжить кущение весной, после успешной перезимовки. Озимая рожь весной почти не кустится. Кущение сильно зависит от агротехнических и погод­ных условий. Различают общую и продуктивную кустистость. Общая кустистость — общее число продуктивных и непродук­тивных стеблей, в среднем приходящееся на одно растение. Продуктивная кустистость — среднее число стеблей на одном растении, давших созревшее зерно. Сильнее кустятся озимые формы (особенно рожь и тритикале), слабее — твердая яровая пшеница и особенно кукуруза. Трубкование (выход в трубку). Это рост соломи­ны, который начинается с удлинения нижнего (над узлом куще­ния) междоузлия. Вслед за первым трогаются в рост вто­рое, а затем третье междоузлия и т. д. Началом фазы трубкования считают момент, когда верхний стеблевой узел поднимается над поверхностью почвы на высоту 5 см и его можно прощупать через влагалище листа. В фазе трубкования происходит интенсивный рост стебля, лис­тьев и элементов колоса, увеличивается потребность растений во влаге и питании. Растения в этот период очень чувствительны к условиям погоды и агротехнике. Колошение (выметывание). Колос или метелка зла­ка, формирование которых начинается в фазе кущения и заканчивается в фазе трубкования, выносятся наружу из влагалища верх­него (флагового) листа последним удлиняющимся междоузлием. В этой фазе злаки тоже очень требовательны к условиям пого­ды и чувствительны к неблагоприятным воздействиям. Цветение. Наступает вскоре после выколашивания или вы­метывания (у ячменя оно бывает и до выколашивания). У колосовых хлебов цветение начинается с середины и распро­страняется вверх и вниз по колосу. У метельчатых злаков первыми зацветают верхние и периферийные колоски в метелке, цветение распространяется сверху вниз и от периферии к центру метелки. Пшеница, ячмень, овес, просо и рис — самоопыляемые расте­ния, рожь, тритикале, кукуруза и сорго — перекрестноопыляемые с помощью ветра. После цветения и оплодотворения рост стебля, листьев и кор­ней прекращается, ассимиляты используются на формирование и налив зерновок. В этот период очень важно уберечь листья (осо­бенно флаговые) от повреждений и продлить их жизнедеятель­ность. Это обусловливает формирование крупного и высококаче­ственного зерна. Созревание. По Г. В. Кореневу, процесс зернообразования включает три этапа: формирование, налив и созревание. Формирование зерновки начинается вскоре после оплодотворе­ния. Через 10—12 дней зерновка достигает окон­чательной длины, рост ее приостанавливается, начинается налив, увеличиваются толщина и ширина. Консистенция зерен из студенисто-жидкой переходит в молочную, а затем в тесто­образную. В зерне возрастает содержание сухих веществ, влажность снижается до 40 %. Даль­нейший приток пластических веществ в зерно прекращается. Оно переходит к созреванию, про­ходя две фазы спелости: восковую и полную. В начале восковой спелости зерно полностью теряет зеленую окраску, влажность его составля­ет 40—36 %, эндосперм не выдавливается, легко режется ногтем. В середине восковой спелости хлеба I группы полностью желтеют, соломина их еще гибкая, зерна из колосьев не выпадают. Эн­досперм зерна режется ногтем, влажность 32— 25 %. В конце восковой спелости влажность зер­на снижается до 24—21 %, зерно ногтем не ре­жется, но след от него остается. Раздельную уборку хлебов начинают в середине (рожь — в конце) восковой спелости. В начале полной спелости влажность зерна составляет 20—18%, затем снижается до 17— 16%; зерно легко вымолачивается, но еще не осыпается. Это лучший период для однофазной уборки (прямого комбайнирования.) При перестое хлебов влажность зерна может снизиться до 8— 7 %, соломина становится ломкой, зерновки слабо удерживаются в колосках. При запоздалой уборке неизбежны потери и травмиро­вание зерна. Зерно, убранное в полной спелости, не является еще физиоло­гически зрелым и может иметь пониженную энергию прорастания и всхожесть. Для достижения физиологической зрелости (состоя­ние, при котором достигаются максимальные энергия прораста­ния и всхожесть) необходимо послеуборочное дозревание от 3 нед до 2 мес. Это следует учитывать при использовании на посев све-жеубранных семян озимых культур, особенно когда в период зернообразования преобладает дождливая прохладная погода. Посев физиологически недозревшими семенами может снизить их поле­вую всхожесть. Практическое занятие № 3 Тема: Полевые кормовые культуры в хозяйстве. Особенности размещения их в разных севооборотах. Цель: Ознакомиться с полевыми кормовыми культурами. Изучить особенности размещения их в разных севооборотах. Приборы и оборудование: Типовые технологические карты хозяйств, справочные материалы об используемых культурах, тетрадь, ручка. Методика выполнения: Разработать ротационную таблицу шестипольного севооборота, с учетом лучших предшественников. Составить технологическую схему возделывания на корм одной из кормовых культур. Пояснения к заданию. При составлении схемы севооборота руководствуются следую­щими основными принципами: ведущие и ценные культуры, определяемые специализацией хозяйства, размещают по лучшим предшественникам; озимые культуры (рожь, пшеница) размещают по раноубираемым предшественникам, позволяющим провести посев озимых в лучшие сроки и ко времени посева накопить и сохранить в почве достаточный запас влаги для появления дружных всходов, их нор­мального осеннего развития; ранние яровые зерновые культуры размещают по предше­ственникам, позволяющим высококачественно провести осен­нюю обработку почвы, чтобы весенний посев закончить в ранние сроки; предшественники, восстанавливающие плодородие почвы (пары, многолетние и однолетние травы, зерновые бобовые куль­туры), размещают по ротации севооборота равномерно, нельзя (кроме отдельных случаев) размещать их непосредственно друг за другом; под чистые пары отводят более засоренные и истощенные поля; культуры, интенсивно расходующие влагу из глубоких слоев почвы (сахарная свекла, подсолнечник, многолетние травы и др.), не должны следовать друг за другом; одни и те же культуры, а также культуры, у которых имеются общие сорняки, вредители и болезни, можно возвращать на прежнее место не ранее определенного срока (от 3—4 до 7— 8 лет). Озимые зерновые культуры в лесостепной зоне в повторных по­севах обычно не высевают. В южных же районах страны (степной зоне) возможны посевы озимых на одном поле в течение двух лет подряд. Яровые зерновые культуры обычно не терпят повторных посе­вов. Можно высевать их через год, чередуя с пропашными и бо­бовыми культурами. В степных районах Западной Сибири и в Поволжье допустимо возделывать их повторно, но не более двух лет. Кукурузу и коноплю при внесении органических удобрений и применении средств защиты посевов можно возделывать повтор­но в течение 4—6 лет. Подсолнечник нельзя возвращать на прежнее место раньше чем через 7 лет. Неустойчивые к фузариозу сорта льна не рекомендуют возвра­щать на прежнее место раньше чем через 5—6 лет. Для сахарной свеклы недопустимы повторные посевы, ее воз­вращают на прежнее место через 3—5 лет. Для картофеля в специализированных севооборотах возможны двухлетние повторные посадки. На прежнее место его можно воз­вращать через 1—2 года. Для семенного картофеля повторные по­садки недопустимы. Зерновые бобовые культуры на прежнее место возвращают не раньше чем через 3—4 года. Повторные посевы для них недопус­тимы. Нельзя также высевать одну зерновую бобовую культуру после другой Практическое занятие № 4 Тема: Нетрадиционные кормовые культуры. Цель работы: Ознакомиться с нетрадиционными кормовыми культурами. Методика выполнения: Описать нетрадиционные кормовые культуры. Дать их классификацию. Составить краткую технологическую карту выращивания одной из нетрадиционных культур на зеленый корм или силос. Описать морфологические особенности нетрадиционных кормовых культур (таблица 1). Приборы и оборудование: учебник, тетрадь, ручка. Таблица 1. Некоторые морфологические особенности нетрадиционных кормовых культур. Семейство Культура Морфологические признаки Использо- вание в кормопроиз- водстве Лист (форма, опушение, размеры, наличие прикорневой розетки) Стебель (высота, опушение, число побегов) Окраска цветка, тип соцветия, плод Практическое занятие № 5 Тема: Кормовые растения сенокосов и пастбищ. Цель работы. Изучение растений сенокосов и пастбищ. В соответствии с данными «Справочника по сенокосам и пастбищам» выявить некоторые морфобиологические характеристики, хозяйственную ценность собранных видов. Приборы и оборудование: учебник, тетрадь, ручка. Методика выполнения. Описать наиболее распространенные растения сенокосов и пастбищ. Дать характеристику некоторым из них, пользуясь таблицей №1. Таблица 1. Морфологическая и хозяйственная характеристика луговых трав введенных в культуру. Название растений Тип кущения, ветвления, побегообразования Верховое, полуверховое, низовое Способ использования Практическое занятие № 6 Тема: Зеленый конвейер Цель работы. Научиться составлять план бесперебойного производства зеленых кормов в необходимых количествах на весь период летнего содержания сельскохозяйственных животных. Приборы и оборудование: учебник, справочник, тетрадь, ручка. Методика выполнения. Составить рабочую схему зеленого конвейера, включить в нее имеющиеся в наших условиях культуры и определить сроки их использования. Пояснения к заданию. . Летнее кормление скота в лесостепи длится в среднем 155—165 дней (42—45% годового времени). В годовых рационах овец зеленые корма занимают до 42 %, коров — 33—36 %. В степной зоне летнее содержание скота продолжается до 200 дней и соответственно увеличивается годовой расход зеле­ных кормов. Зеленые корма высокоэффективны и обеспечивают высокую продуктивность животных, только если они поступают бесперебойно, в необходимом количестве и хорошего качества. Для зеленого конвейера используют, прежде всего природные пастбища, но их площади лишь частично обеспечивают скот зеле­ным кормом, особенно в лесостепных регионах. В зеленом кон­вейере используют и сочные отходы растениеводства (ботву свек­лы и других культур), а далее планируют посевы кормовых культур на зеленый корм. Площадь сеяных культур в лесостепи не превы­шает 0,5 га на одну условную голову. При этом планируют интен­сивное использование земель: набор высокоурожайных культур, применение промежуточных посевов (на 30—35 % основной пло­щади), улучшение пастбищ и другие приемы. Делая расчеты, сле­дует учитывать, что суточные нормы зеленых кормов на одно жи­вотное имеют ограничения по физиологическим и физическим требованиям. Зеленые и другие корма должны быть сбалансированы по белку.

Похожие: