Координацию работ по программированию урожаев в нашей стране осуществлял

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

ВВЕДЕНИЕ

Прогнозирование и программирование урожайности сельскохозяйственных культур рассматривается как метод комплексного подхода в реализации достижений биологических, сельскохозяйственных и других наук и предназначено для эффективного использования имеющихся ресурсов в получении высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.

— сути, принципов и этапов программирования и прогнозирования урожая как науки по управлению процессом создания заданной урожайности;

— показателей, которые характеризуют состояние, структуру и свойства средств и приемов производства растениеводческой продукции и являются необходимыми для создания информационно-логических моделей — базисной основы управления процессом формирования урожая;

— существующих моделей и программ в области науки и производства растительной продукции.

В результате изучения дисциплины студент должен

Знать: Суть, принципы и этапы программирования урожаев, как науки об управлении процессами создания заданной урожайности; показатели, характеризующие состояние, структуру и особенности способов и приёмов производства растениеводческой продукции, необходимые для управления процессами формирования урожая; закономерности и взаимозависимости процессов, которые происходят в системе “почва – растение – климат – хозяйственные ресурсы” и могут быть учтены при разработке количественных моделей – инструментов управления формированием заданной урожайности.

— определять для конкретных условий градиенты лимитирующих факторов, необходимые для климатически и ресурсно обеспеченных урожайностей, средства и приемы для получения запрограммированной урожайности;

— пользоваться конкретной программой определения уровня запрограммированной урожайности и средств и мер по ее получению.

Овладеть навыками: Выбора оптимальных технологических решений при создании технологий производства продукции растениеводства; технохимического контроля выполнением разработанной программы; внедрения передовых технологий программирования урожаев; выбором оптимальных технологических приемов выращивания полевых культур при определении наиболее рациональных путей использования почвенно-климатических и экономических возможностей хозяйства.

1.ТЕРЕТИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ

СМ – 1: Теоретические основы прогнозирования и программирования урожая

Введение.

Программирование урожая как наука. Предмет, объекты и методы программирования урожая. Определения программирования урожая как биологической и кибернетической науки об управление процессом формирования заданной урожайности. Понятия о планирование, прогнозирования и программирования урожая. Суть, принципы и этапы программирования урожая. Цель и задача программирования урожая — как учебной дисциплины, ее интегральность и взаимосвязь с другими дисциплинами.

Теоретические основы прогнозирования и программирования урожая.

Структурная, системно-модельная оценка возможностей климата в создании урожая.

Комплекс агрометеорологических показателей, которые влияют на состояние и производительность посева. Свет и тепло как космические факторы жизнедеятельности растений и энергетические потоки агроэкосистем. Количественная и качественная оценка этих потоков, их специфичность, многогранность. Определения потенциально или максимально возможной урожайности относительно прихода ФАР и удельной теплообразовательной способности биомассы в качестве примера количественной модели, которая характеризует использование энергетического потока агроэкосистемой. Учет ресурсов тепла в программировании и прогнозировании урожая. Количественные модели, описывающие комплексное использование тепла и запасов продуктивной воды в процессе создания растительной продукции. Вода и углекислота как земные естественные факторы жизнедеятельности растений и хозяйственные ресурсы, которые обуславливают формирование урожайности. Определения действительно возможной урожайности по ресурсам продуктивной влаги в качестве примера количественной модели, которая характеризует использование агроэкосистемой материального потока. Условность таких расчетов (идеальные условия, линейные функциональные зависимости и их ограниченность в пространстве и времени)

Информационно-логические отображение плодородия почвы и условий минеральные питания растений. Количественные модели воспроизведения плодородия почвы.

Виды плодородия и виды воспроизведения плодородия почвы. Показатели, которые характеризуют агрономически ценные свойства почвы, их группировка по физической сути и причинно-следственными зависимостями. Определения и выделения критериев плодородия почвы. Понятия про фактические и оптимальные значениях показателей плодородия почвы. Количественные модели воспроизведения, оптимизации и управления плодородием почвы. Методика разработки количественных моделей. Комплексные методы почвенной, листовой, растительной диагностики как основные компоненты корректирующих программ оптимизации минерального питания растений.

Управления посевом как оптико-физиологической системой формирования прогнозируемой и программируемой урожайности.

Формирования ассимилирующей поверхности и ее взаимосвязь с поглотительной способностью корневой системы и плодородием почвы, которое обуславливает способность растений трансформировать энергию солнца в химическую энергию органических соединений. Оптимальная площадь ассимилирующей поверхности (АП) посева и фотосинтетический потенциал (ФП). Определения производительности ФП биологической урожайности, исходя из средне взвешенной чистой производительности фотосинтеза (ЧПФ), в качестве примера разработки и использования количественной модели.

Методика создания прогностических и контролирующих моделей формирования запрограммированной урожайности.

Технологическая карта выращивания культуры как система моделей для оперативного определения качественных и количественных значений приемов и средств ухода за культурой.

Роль генотипа культуры. Использования в количественных моделях программирования урожая численных показателей, которые характеризуют вид и генотип культуры (интенсивность, элементы структуры урожая, их хозяйственную ценность, требования к условиям жизнедеятельности, вынос и использования элементов питания, формирования ассимилирующей поверхности и фотосинтетического потенциала и много других).

Составление прогностических и контролирующих моделей формирования запрограммированной урожайности. Основные показатели этих моделей.

2. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ТЕМЫ ЛАБОАТОРНО—ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

СМ-1: Прогнозирование и программирование и урожая.

Получения индивидуальной задачи, создания структурированной базы данных.

Определения максимально (или потенциально) возможной урожайности.

Разработка информационно-логической модели (ИЛМ) климата определения уровней климатическое обеспеченной урожайности.

Определения ассимилирующей поверхности (АП), фотосинтетического потенциала (ФП) и чистой производительности фотосинтеза (ЧПФ) посева как интегральных контролирующих и прогнозирующих показателей формирования запрограммированной урожайности.

Создание информационно-логической модели плодородия почвы и определения норм удобрений под запрограммированный урожай.

Разработка технологической карты выращивания культуры как системы информационно-логических и количественных моделей.

3. ОРИЕНТИРОВОЧНОЕ РАСПЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

Темы для самостоятельной работы

Факторы окружающей среды.

Законы земледелия и растениеводства.

Плодородие почвы и его оценка.

Муха В. Д., Пелипец В. А.Программуння врожаїв- К.: Выщ. Шк., 1988.- 222 с.

Каюмов М. К. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур.- М.: Агропромиздат, 1989 – 320с.

Харченко О. В. Основи програмування врожаїв сільськогосподарських культур.- Суми,:”Універсітетська книга”, – 296с.

Жатов О. Г. Рослинництво з основами програмування врожаю сільськогосподарських культур Суми:”Універсітетськая книга”, – 295с.

Каюмов М. К. Справочник по рограммирование урожаев сельскохозяйственных культур.- М.: Агропромиздат, 1989 – 320с

Філіпєв І. Д. Міхєєв Є. К Як програмувати врожай. – Київ.: „Урожай”,1990 – 94 с.

Тимирязев К. А. Жизнь растения. Избр. соч., т. VI, Москва, СХГ, 1949 (особенно последняя глава о фотосинтезе).

Вильяме В. Р. Почвоведение. М., СХГ, 1949. Введение.

Шатилов И. С, Чудновский А. Ф. Агрофизические, агрометеорологические и агротехнические основы программирования урожая. Л.; Гидрометеоиздат, 1980.

3иганшин А. А., Шарифуллин Л. Р. Факторы запрограммированных урожаев. Казань, Таткнигоиздат, 1974, 176 с.

Каюмов М. К. Программирование урожаев. Московский рабо­чий, 1981.

Ничипорович А. А., Строганова Л. Е., Чмора С. Н., Власова Н. П. Фотосинтетическая деятельность растения в посевах. М., изд. АН СССР, 1961.

Синицина Н. И., Гольцберг И. А., Струнников Э. А. Агроклиматология. Л., Гидрометеоиздат, 1973.

Уланова Е. С, Сиротенко О. Д. Методы статистического анализа в агрометеорологии. Л., Гидрометеоиздат, 1968.

Кулаоковская Т. Н. Программирование высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Минск, 1975.

Шишов Л. Л и др. Критерии и модели плодородия почв. /Шишов Л. Л., Карманов И. И., Дурманов Д. М./ — М.: Агропромиздат, 1987. — 184с.

Павловський В. В та ін. Агрометеорологія. /Павловський В. В, Василенко 1.Д., Урсулов В. Ф./ — К.: Вищ. шк., 1994. — 272 с.

Атлас почв Украинской СССР. Под ред. Крупского Н. К. й Полупана Н. И. — К.: Урожай, 1979. — 159с.

Довідник з агрохімічного і агроекологічного стану грунтів України (Б. С Носко, Б. С. Прістер, М. В. Лобода та ін.); за ред. Б. С. Носка, Б. С. Прістера, М. В. Лободи. — К.: Урожай, 1994. – 336 с.

В этом году исполнилось 105 лет со дня рождения ученого Георгия Устенко, автора революционного метода программирования урожая. Уроженец Украины Георгий Устенко попал на фронт сразу после аспирантуры, а после войны перебрался в Сталинградскую область по приглашению директора только открывшегося сельхозинститута. Здесь Георгий Петрович начал масштабную работу – в теории и на полях.

Преждевременно сгорел на работе

Полагаться на погоду – дело неблагодарное. Особенно если на кону урожай. При научном подходе агроном должен определить максимальную планку и точно рассчитать, чего и сколько понадобится, чтобы получить наилучший результат. На каждое поле составлялась технологическая карта и строго по ней проводились все мероприятия: ни раньше ни позже, ни больше ни меньше.

– Волгоградские ученые добились очень больших успехов, – рассказывает Виктор Устенко, сын ученого. – Впервые в истории культурного земледелия на опытных полях сельскохозяйственного института им удалось настолько согласовать, уравновесить поступление солнечной энергии на посевы со снабжением водой и минеральным питанием, что в неблагоприятных погодных условиях юго-востока было получено по 72 центнера пшеницы и по 125 центнеров сухого зерна кукурузы с гектара. Таких урожаев никогда не было в засушливых степных районах страны!

– Георгий Петрович постоянно бывал на полях в Калмыкии, в совхозах и колхозах Волго-Донского междуречья, – рассказывает Виктор Устенко. – Причем бывал во все времена года, осенью и зимой: проверял, как зимуют посевы, как сберегается влага, как идет сев и созревает урожай. Он просто должен был знать, как разработанная им и его сотрудниками методика программирования внедряется в производство и что в ней необходимо уточнить в дальнейшем. И так в течение многих лет.

Возможно, этот бешеный ритм и сократил срок жизни Георгия Петровича, который со времен войны страдал язвенной болезнью желудка.

– Первоначально идея программирования урожая многим казалась такой дерзкой и утопической, что почти никто не верил в ее воплощение, а потому в начале пути недоставало ощутимой помощи, – говорит Устенко-младший. – Все было непросто, приходилось преодолевать многочисленные трудности на неизведанных путях, чиновничьи препоны. В этом напряжении отец преждевременно сгорел – он умер 5 января, немного не дожив до шестидесятилетия.

Новогодняя сказка

Когда говорят про Георгия Устенко, то к портрету выдающегося ученого обязательно добавляют и такой штрих: прекрасный семьянин.

Коллеги также отзываются о Георгии Устенко с большим уважением и любовью.

– В свое время я учился у Георгия Петровича, – рассказывает Валентин Филин, профессор аграрного вуза, член-корреспондент Российской академии естествознания. – Он был замечательным педагогом, умел заинтересовать студентов и вообще располагал к себе людей.

По словам Валентина Филина, когда успех метода стал очевиден, многие попытались перетянуть одеяло на себя. Но есть несколько убедительных доказательств того, что открытие принадлежит ученым именно сталинградского сельхозинститута. Прежде всего об этом говорит тот факт, что именно здесь в 1971 году состоялось первое всесоюзное совещание по проблеме программированного урожая.

– Наши ученые были в фаворе, и все основные доклады сделали волгоградцы, – говорит Валентин Иванович. – Это был первый шаг на пути к признанию и широкой проверке нового метода, ведь сам по себе он был довольно революционным.

Георгий Устенко был убежден, что для широкого внедрения научных достижений в производство нужен крупный научный центр – НИИ по программированию урожаев. Сотрудники центра должны были пропагандировать метод, обеспечивать научное сопровождение, готовить специалистов. Пусть не в таких масштабах, но научный центр появился в нашем городе – вскоре после смерти профессора.

Постановление было подписано в августе 1974‑го, а уже в январе 1975‑го состоялся конкурс на замещение должности руководителя: кандидатура Валентина Филина была отобрана из 15 претендентов. Старшим научным сотрудником на этой станции работал и младший сын Георгия Устенко – Юрий Георгиевич. Опытная станция успешно действовала вплоть до развала СССР. По словам Валентина Филина, в 1983 году программирование урожая в стране было осуществлено на площади в один миллион гектаров, в 1985 году – на 3,34 млн га, а в 1990‑м – уже на 6,49 млн, обеспечив повышение продуктивности посевов на 20‑30 %, а порой и больше. Однако в постперестроечные годы работа станции сошла на нет. Валентин Иванович говорит, что даже не хочет вспоминать те годы: из науки ушли многие перспективные специалисты – им нужно было кормить детей. Но это не значит, что дело всей жизни Георгия Устенко оказалось бесполезным!

Компас для аграриев

Большинство научных разработок профессора Устенко не теряет актуальности и в наши дни.

– Метод оптимального программирования урожая – это не догма, а руководство к действию, – подчеркивал сам Георгий Петрович. – Он дает принципиальное научное направление в организации сельскохозяйственного производства. Руководствуясь этим физиологическим компасом, местные агрономы должны сами найти и определить, в чем будут заключаться у них наилучшие условия для фотосинтеза, чтобы потом строго придерживаться этих условий.

Этот компас любой аграрий и сегодня может взять в руки. Существует несколько факторов, определяющих развитие растений, половиной из них можно реально управлять, поясняет Валентин Филин. Это минеральное питание, полив, конструкция посева, нормы высева и другие. Некоторые из научных сотрудников опытной станции занялись собственным сельхозпроизводством, где используют знания по части программирования урожая. Например, прекрасный результат показывает сельхозпредприятие в Городищенском районе, где выращивают лук, картофель, морковь. Последователи Георгия Устенко работают и в крупном волгоградском агрохолдинге, специализирующемся на зерновых. И надо сказать, что они лучшие в своем деле!

– Это хорошо отработанная теория и таких теорий в XX веке было не так уж много! – уверен Валентин Филин.

– Сейчас сельхозпроизводители активно пользуются спутниковыми системами, ведут точечное земледелие, когда можно определить, сколько азота, фосфора или калийных удобрений в каждой точке поля, – рассказывает Алексей Семенович. – Используются удобрения совершенно другого уровня качества, новые сорта и техника. Все это нужно заложить, просчитать и объединить в систему. Тогда программирование станет еще более точным методом выращивания урожая с заданными свойствами.

Юлия Казанджан, Михаил Костяев. Фото предоставлены Виктором Устенко.

Программирование урожаев сельскохозяйственных культур, Можаев Н.И., Серикпаев П.А., Стыбаев Г.Ж., 2013.

Условия увлажнения в почвенно-климатических зонах РК.
По условиям увлажнения районами со стабильными возможностями для возделывания сельскохозяйственных культур считаются такие,
где выпадает не менее 400-500 мм в год, из которых не менее 300-350 - за вегетационный период, а регионы, в которых выпадает меньшее количество осадков, относят к зонам рискованного земледелия.

Среднее многолетнее количество осадков в Казахстане колеблется от 250 до 335 в степной и лесостепной зонах, до 450-560 мм - в предгорных зонах, снижаясь в пустынной зоне до 100-150 мм (табл. 1.1), поэтому даже самые северные лучшие в земледельческом отношении районы республики входят в зону рискованного земледелия.

Программирование урожаев имеет цель - теоретически обосновать и практически реализовать максимальное аккуму­лирование солнечной энергии, наиболее полное использова­ние почвенно-климатических ресурсов, генетического потенци­ала районированных сортов, материальных и трудовых ресур­сов, получение экономически оправданных высоких урожаев и гарантированных валовых сборов продукции растениеводст­ва на промышленной основе.

При изучении курса студенты-заочники должны: - определить потенциальный урожай (Упу) по приходу фотосинтстически активной радиации (ФАР);

84. определить действительно возможный или реальный урожай (Удву) по влагообеспеченности почв и растений, био­климатическому потенциалу пашни (БКП), биогидротермическому показателю продуктивности пашни (КР), тепловымресурсам климата;

85. выявить причины несоответствия между фактически получаемыми урожаями (Уф), реально возможными и потен­циальными урожаями (Уф- Удву-Упу) и разработать техно­логии перехода из одного уровня урожаев к другому, более высокому;

-рассчитать нормы удобрений под программируемый урожай для каждого поля севооборота с учетом агрохимичес­ких показателей почвы, биологических особенностей культу­ры (сорта, гибрида, группы культур в пожнивных посевах), использования питательных веществ из почвы и вносимых удобрений;

— обосновать режимы орошения или осушения сельскохо­зяйственных культур;

86. заблаговременно определить фитометрические парамет­ры посева сзаданной продуктивностью (площадь листьев,фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фото­синтеза, продуктивность работы листьев) и обосновать нор­му высева под запрограммированный урожай;

87. разработать технологическую карту (сетевой график) возделывания культуры (сорта, гибрида);

88. собрать информативный материал по основным фак­торам роста и развития растений, почвенных, агрометеороло­гических параметров и осуществить корректировку расчетов программируемого урожая.

Программирование урожаев как самостоятельная агроно­мическая дисциплина базируется на физиологии растений, агрохимии, земледелии, агрометеорологии и растениеводстве. Его самостоятельное изучение обеспечит разработку комплексной программы урожая заданной величины и качества.

работу. Она помогает выявить, насколько студент овладел этой проблемой и сможет применять полу­ченные знания в практике интенсификации земледелия и рас­тениеводства.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Курс программирования урожаев рекомендуется изучать в следующем порядке.

Введение. Теоретические основы программирования урожа­ев сельскохозяйственных культур. Учет и использование основных факторов при программировании урожаев. Оптими­зация программирования урожаев на основе экономико-ма­тематического моделирования в условиях применения интен­сивных технологий.

ВВЕДЕНИЕ

Прорабатывая этот раздел программы, необходимо уяснить, какое значение имеет программирование урожаев как одно из важнейших проявлений научно-технического прогресса в земледелии и растениеводстве и какие задачи оно решает в целях оптимизации производства растениеводческой продук­ции на промышленной основе. Очень важно понять, что программирование урожа­ев — это метод комплексного подхода в реализации дости­жений агрономических наук для эффективного использова­ния природных ресурсов и урожайной способности райониро­ванных сортов.

Следует усвоить, что программирование урожаев предопре­деляет уровень квалификации агронома, умелое управление не только комплексом факторов формирования урожая, но и всеми звеньями технологического процесса сельскохозяйст­венного производства, обеспечивающего устойчивость земле­делия и растениеводства.

Вопросы для самопроверки

1.Программирование урожаев и его связь с другими агрономическими науками.

1) Роль программирования урожаев в реализации почвенно-климатичсских ресурсов.

2) Как реализуется генетический потенциал сортов при
программировании урожаев?

3) Программирование урожаев как наука об управлении
формированием урожая и технологическими процессами в
сельскохозяйственном производстве.

2.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Реализация потенциальной продуктивности сортов возмож­на только при диалектическом единстве основных факторов

жизнедеятельности растений в запрограммированных посе­вах. Здесь необходимо знание и правильное применение ос­новных законов и закономерностей земледелия и растение­водства.

Максимальное аккумулирование солнечной энергии посе­вами - теоретическая основа программирования урожаев. Необходимо привести приходы ФАР по зонам страны и пока­зать теоретически возможные урожаи основных сельскохозяй­ственных культур при различных КПД ФАР.

Следует хорошо знать физиологические, биологические, агрофизические, агрометеорологические, агрохимические и агротехнические основы программирования урожаев, отличие программирования от прогнозирования и планирования.

Важнейшей составной частью этого раздела является представление о теоретически возможном урожае, который обеспечивается по климатическим факторам, агрохимическим параметрам почв, фитометрическим показателям посевов и материально-техническим ресурсам, а также выявление при­чин несоответствия между фактически получаемыми в про­изводстве урожаями и теоретически возможными.

Понятие о потенциальной, действительно возможной и производственной урожайности - необходимое условие про­граммирования урожаев. Величина рассчитанного урожая тесно взаимосвязана с комплексом агротехнических меропри­ятий, своевременное и качественное выполнение которых обес­печивает реализацию генетического потенциала районирован­ных сортов и выявление роли отдельных факторов в достиже­нии заданной продуктивности.

Методы программирования урожаев сельскохозяйственных культур основаны на использовании агроклиматических фак­торов (ресурсы света, тепла и влаги) и почвенных показате­лей (содержание азота, фосфора, калия, гумуса, рН). Они подразделяются на лимитирующие и не лимитирующие фак­торы.

Изучите формулы, используемые для теоретического обо­снования урожаев сельскохозяйственных культур.

Проработайте вопросы: современные КПД ФАР в усло­виях производства и пути повышения КПД ФАР в регулиру­емом земледелии; интенсивные севообороты по зонам страны, максимально реализующие солнечную энергию.

Вопросы для самопроверки

Что определяет теоретические основы программирова­ния урожаев?

Физиологические основы программирования урожая. Его составляющие. Структура урожая. Управление элемента­ми структуры урожая.

Биологические основы программирования урожая. Па­раметры, определяющие величину урожая.

Агрофизические основы программирования урожая.
Их использование при определении продуктивности растений.

Агрометеорологические основы программирования уро­жая. Прогнозирование сумм температур и суммарного водопотребления посевов.

Агрохимические основы программирования урожая.
Агрохимические показатели почв, определяющие величину урожая.

Агротехнические основы программирования урожая.
Технологическая карта (сетевой график) возделывания куль­туры.

Законы и закономерности земледелия и растениевод­ства. Их понимание и правильное использование при програм­мировании урожая.

Понятие программирования, планирования и прогнози­рования. Их отличие.

Что такое потенциальный, действительно возможный и производственный урожай?

Методы программирования урожая. Комплекс факто­ров и их оптимизация.

Как рассчитать КПД ФАР? Каковы современные КПД ФАР?

Интенсивные севообороты как основа максимального аккумулирования ФАР.

Формулы, применяемые для определения потенциаль­ной и реальной урожайности.

УЧЕТ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ ПРОГРАММИРОВАНИИ УРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Вопросы этого раздела следует изучать в следующем порядке.

Комплекс метеорологических факторов, определяющих состояние и продуктивность сельскохозяйственных культур.

Система удобрений при программировании урожаев. Оптими­зация условий водно-воздушного режима почвы при програм­мировании урожаев. Защита растений от болезней, вредите­лей и сорняков в условиях программирования урожаев. Тех­нологическая карта и ее реализация с учетом меняющихся условий фотосинтеза - - основное звено получения програм­мируемых урожаев. Система машин для интенсивной техно­логии. Организационно-технические мероприятия, обеспечи­вающие получение программируемых урожаев.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.011)

Читайте также: