Программирование урожаев сельскохозяйственных культур
Обновлено: 08.07.2024
1. Плодородие почвы;
2. Бонитировка почвы;
3. Расчет доз удобрений на программируемый урожай:
а) расчет доз NРК на заданный урожай;
б) расчет доз NРК на заданную прибавку урожая;
в) расчет доз NРК при совместном внесении органических и минеральных удобрений;
г) расчет запасного внесения питательных веществ.
1. Плодородие почвы и урожай
Почва - уникальное биоминеральное (биокосное) тело природы. Почва сформировалась из геологической породы под воздействием животных и растительных организмов в определенных условиях климата и рельефа. Она обладает плодородием и является главным средством производства в сельском хозяйстве.
Продуктивность растительного покрова, урожай культурных растений непосредственно связан с почвой, ее составом и свойствами, с ее плодородием. В почве растения находят необходимые для их жизни воду, питательные вещества, воздух, опору для корней. Именно поэтому действия человека при выращивании сельскохозяйственных культур направлены в основном на почву, на повышение почвенного плодородия.
В настоящее время в специальной (научной и учебной) литературе по почвоведению, земледелию, агрохимии можно встретить много терминов (часто синонимов), обозначающих различные виды, формы, категории почвенного плодородия. Но в действительности каждая данная почва в каждый момент обладает лишь двумя формами плодородия: 1) потенциальным (пассивным) и 2) действительным, эффективным (актуальным). О величине потенциального плодородия судят по составу (в основном имеется в виду запас необходимых для растений питательных веществ) и свойствам (агрофизическим, агрохимическим, физико-химическим и др.) почвы, а об уровне эффективного (действительного) плодородия - по урожайности возделываемых растений.
Поскольку запасы питательных веществ и свойства почвы связаны с ее исходными генетическими особенностями и присущи почве как природному телу, потенциальное плодородие обычно считают природным, естественным, а эффективное (действительное), измеряемое урожайностью сельскохозяйственных культур, представляют как результат (эффект) воздействия человека на почву и относят к пахотным почвам.
Однако потенциальное плодородие используемых в сельскохозяйственном производстве пахотных почв является не просто естественным, оно в значительной степени результат хозяйственной деятельности человека, т. е. его следует рассматривать и как экономическое плодородие. В то же время целинные почвы обладают не только потенциальным, но и действительным плодородием.
В связи с этим необходимо выделить две категории плодородия: 1) природное (естественное) плодородие, свойственное целинным почвам, и 2) природно-экономическое, свойственное почвам обрабатываемым. Данным категориям одинаково присущи обе формы плодородия: и потенциальное и действительное.
2. Бонитировка почвы
Бонитировка почв - это сравнительная оценка почв по их свойствам и производительности. При бонитировке почв комплексно, в сопоставительном плане учитываются состав и свойства, процессы и режимы каждой конкретной почвы и многолетние средние данные об урожайности сельскохозяйственных культур, соответственно уровню интенсивности земледелия.
Оценка почв проводится по 100-бальной бонитировочной шкале. Для каждого агропочвенного района были составлены отдельные шкалы бонитетов, не только характеризующие уровень плодородия по агропроизводственным показателям почв и климатическим условиям района, но и учитывающие уровень производства.
Бонитеты почв даны как по отдельным (ведущим) сельскохозяйственным культурам (озимая пшеница, кукуруза, сахарная свекла, подсолнечник и т. д.), так и по группам культур (зерновые без кукурузы, зерновые и технические). Это связано с тем, что, как уже отмечалось, разные растения предъявляют различные требования к почвенным условиям и не в одинаковой степени могут использовать почвенное плодородие.
Бонитеты почв являются объективной основой для учета плодородия почвы при программировании урожайности сельскохозяйственных культур.
Выращивание запрограммированных урожаев позволяет научно обоснованно и комплексно влиять на почву и растения. Для целенаправленного воздействия на почву как компонент биосферы, расширенного воспроизводства почвенного плодородия необходимо принимать во внимание единство растительного и почвенного покровов.
По данным многих исследователей, для эффективного окультуривания почв и повышения их плодородия следует применять целый комплекс соответствующих мероприятий. Однако в современных условиях создание культурной высокоплодородной почвы требует комплексного воздействия на ландшафт в целом.
В зависимости от соответствия почв и условий их залегания агробиологическим требованиям отдельных с/х. культур выделяют пять групп (подклассов) пахотных земель по степени пригодности почв, оценивая при этом производительность пашни по 100-балльной шкале:
1. Наиболее пригодные земли. Пашня с оптимальными для определенной сельскохозяйственной культуры почвенным покровом и условиями произрастания. Возделывание данной культуры на этих землях не лимитируется каким-либо фактором и позволяет получать наивысшую урожайность и наибольшие доходы. Производительность пашни оценивается в 75 - 100 баллов.
2. Земли средней пригодности. Пашня с почвенным покровом и другими факторами и условиями жизни растений, в основном соответствующими агробиологическим требованиям конкретной сельскохозяйственной культуры, но при наличии лимитирующих факторов. Это может быть водный или питательный режим, поэтому внесение удобрений, рассчитанных на программируемую прибавку, и высокая культура земледелия могут обеспечить здесь урожайность на уровне первой группы. Оценка производительности пашни - 50 - 75 баллов.
3. Ограниченно пригодные земли. Пашня, почвенный покров которой и другие экологические факторы и условия не удовлетворяют всем требованиям культурного растения. Проявляется лимитирующее действие ряда факторов. Это, прежде всего недостаток питательных элементов, повышенная кислотность или щелочность, солонцеватость, подверженность затоплению или эрозии и др. Уровень урожайности возделываемых культур близок к среднему по данному региону. Для устранения ограничивающих урожайность причин необходимо применение соответствующих агротехнических и мелиоративных мероприятий. Производительность пашни оценивается в 35 - 50 баллов.
4.Земли низкой пригодности. Пашня с почвенным покровом и условиями жизни растений, слабо удовлетворяющими агробиологическим требованиям сельскохозяйственной культуры. Уровень урожайности здесь ниже среднего по региону. После мелиоративных воздействий (осушение, землевание и пр.) могут быть пригодными для выращивания данного культурного растения.
5. Непригодные земли. Пашня, почвенный покров которой и другие факторы и условия жизни растений не пригодны для данной сельскохозяйственной культуры. Мелиорация и улучшение невозможны или не целесообразны.
3. Расчет доз удобрений на программируемый урожай
а) Расчет доз NРК на заданный урожай. Технология получения запрограммированных урожаев предусматривает обоснование экономически выгодных для культуры (сорта) доз удобрений, доля участия которых в получении заданной продуктивности иногда достигает 60 - 70%, особенно на почвах легкого механического состава.
Наиболее приемлемым методом для обоснования доз удобрений на заданный урожай ряд авторов считают схему расчета, которая описывается формулой:
Д= 100В-П×К1/ К2
где: Д - доза питательного вещества, кг/га; В - вынос питательного вещества с урожаем, кг/га; П - содержание в почве доступного для растений питательного вещества, кг/га; К1 и К2 - коэффициенты использования питательного вещества соответственно из почвы и удобрения, %.
Для удобства расчетов формула была усовершенствована и приобрела следующий вид :
Д = УВ1-П×КмКп/Ку
где: Д - доза питательного вещества (кг/га) на заданный урожай; В1 - вынос питательного вещества на 1 ц основной и соответствующее ей количество побочной продукции, кг; П - содержание элемента питания в почве, мг/100г; Км - коэффициент для перевода из мг/100г в кг питательного вещества на 1 га в расчетном слое почвы; Кп и Ку - коэффициенты использования питательного вещества соответственно из почвы и удобрений.
В формуле введен дополнительный коэффициент для пересчета питательных веществ почвы в килограммы на 1га. Для глубины расчетного слоя 0 - 22; 0 - 25; 0 - 28 и 0 - 30 см Км будет соответственно 30; 34; 38 и 41 кг/га (ориентировочно). В формуле (34) Кп и Км взяты не в процентах, как в формуле, а в долях единицы (100% принято за 1), что значительно сокращает объем работы при определении необходимых доз удобрений.
Чем большая глубина пахотного слоя принимается при расчете доз NРК, тем большее количество питательных веществ почвы вовлекается в формирование урожаев. При этом дозы удобрений будут значительно ниже. Следовательно, возникает необходимость в разработке схем опытов по выявлению коэффициентов использования полевыми культурами питательных веществ из почвы и удобрений в расчетных слоях различных типов почв.
Следует отметить, что расчетный метод не должен противопоставляться экспериментальному. Они должны взаимно дополнять друг друга при определении экономически оправданных доз NРК.
б) Расчет доз NРК на заданную прибавку урожаев. При внедрении в хозяйстве интенсивного севооборота наиболее надежный метод определения доз удобрений - расчет их на получение заданной прибавки урожая, особенно если известны урожаи, получаемые на участках без удобрений. При этом рассчитывают вынос питательного вещества на заданную прибавку (Упр) и делят на коэффициент использования элемента питания из удобрения. Дозу питательного вещества (Дпр) на прибавку урожая рассчитывают по формуле
Дпр = Упр × В1/Ку
Формулой можно успешно пользоваться, когда известна доля урожайности, формируемой за счет усвоения доступных для растений элементов питания из почвы. Такие данные могут быть получены экспериментально; в результате обобщения опытов по дозам удобрений, проводимых в близких к хозяйству по местоположению научно-исследовательских учреждениях, учебных заведениях, госсортоучастках, и по картограммам обеспеченности почв NРК с учетом коэффициентов их использования.
В этом методе расчета объективно учитываются влияние на продуктивность последующей культуры севооборота питательных веществ удобрений, внесенных под предшественник, действие элементов питания, поступающих в почву с корневыми и пожнивными остатками, запахиваемыми после предшествующей культуры, то есть не только эффективное плодородие почвы, но и последействие удобрений. Однако рассматриваемый метод имеет серьезный недостаток. Он заключается в том что в величине урожаев, получаемых без внесения удобрений, отражено влияние лишь одного лимитирующего продуктивность элемента питания: азота, фосфора или калия. В связи с этим при расчете доз удобрений по формуле необходимо учитывать также показатели картограмм обеспеченности почв Р2О5 и К2О.
в) Расчет доз NРК при совместном внесении органических и минеральных удобрений. Академик Д. Н. Прянишников писал, что неправильно думать, будто с развитием химической промышленности и широким распространением минеральных удобрений значение навоза должно отходить на задний план; наоборот, с ростом применения минеральных удобрений будет возрастать и внесение навоза.
При внесении органических удобрений отпадает необходимость использования высоких доз минеральных. Оптимальное соотношение удобрений определяют по формуле для запрограммированных урожаев кукурузы на зерно и силос, картофеля и кормовой свеклы:
Д = (УВ1-ПКмКm-ДНСНКН) / Ку
где: Д - доза питательного вещества (N, Р,К) на заданный урожай, кг/га; ДН - доза навоза, т/га; СН - содержание питательного вещества в навозе, кг/т; КН - коэффициент использования питательного вещества из навоза.
Навоз ценен не только как источник питания растений азотом, фосфором и калием. В нем содержится значительное количество необходимых для полевых культур микроэлементов. При внесении 20 - 30 т навоза на 1га практически полностью компенсируется вынос микроэлементов урожаями зерновых культур до 60 ц, картофеля - до 350 ц, корнеплодов - до 500 ц, овощных культур - до 500 ц с 1га. Если программируют урожаи выше указанных величин, то необходимо вносить специфические для каждой культуры микроэлементы.
Навоз - хороший источник углекислоты в почве и приземном слое воздуха. Экспериментаторы на небольших делянках могут получать урожаи, на 25 - 50% превышающие продуктивность хозяйственных посевов. Повторить показатели эксперимента не удается даже самому исследователю. Причина состоит в том, что на маленьких делянках растения лучше обеспечены углекислотой в результате их хорошей вентилируемости, а на больших массивах (в плотных высокопродуктивных посевах, особенно высокостебельных культур) значительно затрудняется доступ углекислого газа в глубь посевов. Растения испытывают большой недостаток важной для фотосинтеза углекислоты, и получить запрограммированные урожаи практически не удается. Поэтому следует предусматривать внесение навоза не только для повышения уровня минерального питания растений, но и углекислотного режима посевов.
Совместное внесение минеральных удобрений и навоза Д. Н. Прянишников назвал промышленным способом повышения плодородия почв при интенсивной системе земледелия. Вопрос состоит лишь в том, сколько навоза следует вносить для сохранения содержания гумуса на прежнем уровне и для дальнейшего его увеличения.
Для определения этого количества навоза была предложена формула:
Дн = 0,01 МNГ
где: МN - масса пахотного слоя, т/га; Г - содержание гумуса или заданное его увеличение в пахотном слое почвы, %.
Следует отметить, что в этой формуле не отражен процент гумификации органического вещества навоза. Однако в первом приближении формула позволяет рассчитать необходимые дозы органических удобрений, а также сроки последующего их внесения. При этом экспериментальным путем определяют количество навоза, необходимое для поддержания бездефицитного баланса органического вещества на различных типах почв.
Положительный баланс гумуса в почвах обеспечивается лишь при ежегодном применении на среднеокультуренньгх почвах не менее 10 – 15 т навоза на 1 га, на слабоокультуренных – 20 т навоза и 200 кг NPК на 1 га.
г) Расчет запасного внесения питательных веществ. Ежегодное внесение органического вещества в виде навоза и компостов, запашка пожнивных остатков способствуют образованию активных форм гумуса и органно-минеральных компонентов, играющих большую роль в почвенных процессах и питании растений.
Поэтому важнейшие вопросы программирования урожаев и доз удобрений - разработка модели почвенного плодородия, содержания органического вещества в почве и управление его содержанием и трансформацией, расчет доз удобрений, прогноз многолетних изменений агрофизических и агрохимических показателей почв в связи с антропогенным воздействием.
Дозу минеральных удобрений, особенно фосфорных и калийных, с учетом получения запрограммированной продуктивности и заданного увеличения содержания питательного вещества в почве за определенный промежуток времени рассчитывают по формуле А. В. Постникова:
Введение стр-3.
1.Програмирование урожаев, в науч
ном и практическом понимании . стр-4.
2. Термины и определения, применяемые стр-5.
в программировании .
3. Принципы программирования урожая по Шатилову , стр-6-7.
и их характеристика.
4. Факторы жизни растений. стр-8.
5. Основы программирования урожая. стр-9-10.
Список используемой литературы стр- 11.
1 Программирование урожаев в научном и практическом понимании.
Программирование урожаев – это научно обоснованная программа получения заданного уровня урожая, в которой на основе учета потребности растений в необходимых факторах жизни, дается технология, обеспечивающая эти потребности без снижения плодородия.
В научном понимании программирование урожаев – это формирование эффективных агрофитоценозов на основании строгого дозированного и регламентированного применения мероприятий в полном соответствии с потребностями растений на всех фазах развития в тех или иных условиях.
В практическом понимании программирование означает своевременное и высококачественное выполнение всех приемов и элементов эффективной технологии возделывания с/х культур при максимальном, полном использовании природных и материальных ресурсов, которыми располагает конкретное хозяйство, то есть программирование дает возможность максимально использовать поле, культуру, сорт.
4
2 Термины и определения, применяемые в программировании.
Урожай – продукция, получаемая в результате выращивания с/х культур (ц).
Урожайность – урожай с единицы площади (ц/га).
Потенциально возможная урожайность (ПВУ) – она соответствует генетически заложенным возможностям сорта. На уровень ПВУ можно выйти, если растениям создать оптимальные условия. ПВУ ограничивает количество ФАР, аккумулированной посевами.
Климатически обеспеченная урожайность (КОУ) – КОУ реализуется в конкретных климатических условиях, при обеспеченности всеми остальными факторами жизни.
Действительно возможная урожайность (ДВУ) – урожайность, реально получаемая в конкретных почвенно-климатических условиях, при оптимизации необходимых материально-технических ресурсов. ДВУ = плодородие + обеспеченность влагой и светом + обеспеченность материальными ресурсами.
Ресурсотехнологичеки обеспеченная урожайность (РТУ) – это урожайность, ограничивающаяся наличием материальных ресурсов в хозяйстве.
Биологический урожай – урожай основного продукта.
Урожай на корню – несобранный биологический урожай.
Урожай бункерный – урожай свежеубранной культуры, не прошедший послеуборочной доработки.
Урожай биомассы – урожай всего растения.
Планирование урожайности – обработка статистических данных, нахождение каких-то средний данных, увеличение их до разумного предела.
Прогнозирование урожайности – это расчет теоретически возможного урожая согласно основных лимитирующих факторов жизни растений.
Программирование урожайности – включает в себя прогнозирование и разрабатывает под него технологию возделывания.
В программировании существует 2 вида контроля:
Биологический – контроль над формированием продуктивных органов растений путем наблюдения за изменениями в конусе нарастания.
Агрономический – контроль над выполнением всех требований запрограммированной технологии.
3 Принципы программирования урожая по Шатилову и их характеристика:
Принцип зависимости продуктивности фито массы посева от гидротермических показателей среды (ГТС).
ГТС фито массы характеризует действие на растение тепла и влаги. В 1 кг сухой биомассы аккумулируется 400 Ккал энергии. Источником энергии является солнечная радиация.
Принцип зависимости урожайности с/х растений от прихода ФАР и от коэффициента использования посевами ФАР.
ФАР – это радиация, которая используется в процессе фотосинтеза, она составляет 45 - 50 % от всей приходящей радиации.
Посевы по использованию ФАР делятся на 4 группы:
1 группа – обычные посевы, коэффициент использования ФАР от 0,5 до 1,5 %;
2 группа – хорошие посевы, коэффициент использования ФАР от 1,5 до 3,5 %;
3 группа – рекордные посевы, коэффициент использования ФАР от 3,5 до 5 %;
4 группа – теоретически возможные посевы, коэффициент использования ФАР от 5 до 8 %;
Принцип отбора сортов для конкретных почвенно-климатических условий.
Пример по картофелю: в 2002 г на территории питомника МГАТК выращивалось 20 сортов картофеля иностранной и белорусской селекции. Из всего количества было выделено 3 наиболее урожайных сорта:
Ласунок – урожайность 398 ц/га;
Крыница – 372 ц/га;
Сантэ – 310 ц/га.
Принцип взаимосвязи урожайности с сформированном в агрофитоценозе фотосинтетитеческим потенциалом (ФПП).
ФПП – ежедневная суммарная площадь листьев в течении вегетационного периода.
S листьев > в 5 - 8 раз S поля;
Измеряется в м2/га дней;
Каждые 1000 единиц ФПП – 1-2 кг зерна.
Продуктивность фотосинтеза – количество органического вещества, которая создается за сутки единицей площади листьев.
Принцип обязательного и правильного применения научных законов земледелия и растениеводства.
Законы земледелия:
- Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизнедеятельности растений;
- Закон минимума, оптимума, максимума;
- Закон совокупности действия факторов жизни;
- Закон возврата;
- Закон убывающего плодородия;
- Закон плодосмена.
Законы растениеводства:
Закон физиологических часов.
Он раскрывает реакцию растений на продолжительность и интенсивность освещения. Растения очень чутко реагируют на изменение длины дня и в зависимости от этого ускоряют или замедляют свое развитие.
Закон регуляторной системы растений.
4. Факторы жизни растений.
Все факторы жизни растений по способу их действия делятся на 3 группы:
Жесткоконстантные - факторы, которые человек не может изменить.
Факторы времени и места.
Факторы времени – все полевые работы должны проводится вовремя и оперативно. Для каждого региона установлены четкие сроки начала и продолжительности различных видов с/х работ.
Факторы места – площадь или территория в определенных единицах – ландшафт.
Условноконстантные – условия, которые постоянно действуют на растения, но изменяются по годам, к ним относятся:
А) Солнечная радиация;
Б) Температурный баланс (он характеризуется через радиационный баланс, который зависит от суммы прямой и рассеянной радиации);
В) Сумма активных температур – сумма среднесуточных температур свыше 10 ˚С;
Г) Сумма эффективных температур – сумма среднесуточных температур отсчитанных от биоминимума ( t при которой начинает развиваться растение);
Д) Общая сумма температур за вегетационный период;
Е) Воздух. Кроме необходимости для растений О2, должна быть определенная концентрация СО2, который необходим для фотосинтеза, основная функция СО2 – разложение органического вещества;
Ж) Почва – главный фактор в жизни растений. Является субстратом, на котором закрепляются растения, а так же источником и хранителем влаги и элементов корневого питания растений;
З) Влага – фактор лимитирующий урожай. С её помощью идет перенос питательных веществ, поддерживание клеток в тургором состоянии, предохраняющее растительные ткани от перегрева. У каждого растения есть максимальный период потребления влаги (критический).
Испарение влаги с поверхности поля и расход её на транспирацию в 1,5 – 2 раза выше количества влаги за период вегетации пришедшее с осадками. Хороший запас влаги в почве в метровом слое 140-150 мм.
Переменные факторы – зависят от человека:
Используемые сорта;
Агроценозы, сформированные им.
Под программированием урожаев понимают разработку комплекса взаимосвязанных мероприятий, своевременное и высококачественное выполнение которых обеспечивает получение запланированного уровня урожайности сельскохозяйственных культур заданного качества при одновременном повышении плодородия почвы и удовлетворении требований охраны окружающей среды.
Научные основы программирования урожаев
Процесс программирования урожая включает два этапа: разработку научно обоснованной программы получения расчетной урожайности и практическую реализацию разработанной программы в производственных условиях. Выполнение этих этапов предусматривает следующие элементы:
1) Определение потенциально возможного уровня урожайности (ПУ) по лимитирующему в данном районе почвенно-климатическому фактору;
2) Определение действительно возможного урожая (ДВУ) с учетом почвенного плодородия, климатических и экономических факторов;
3) Выявление причин несоответствия между фактически получаемыми и действительно возможными урожаями;
4) Расчет доз удобрений под программируемый урожай для каждого поля севооборота, с учетом агрохимических показателей почвы, биологических особенностей культуры и сорта;
5) Разработка технологических карт, включающих все необходимые агротехнические приемы с указанием способов и сроков их выполнения;
6) Своевременное и качественное выполнение агротехнических приемов, предусмотренных технологической картой;
7) Учет урожая и условий выращивания сельскохозяйственных культур на каждом поле с целью накопления информации, необходимой для оперативной корректировки разработанной программы и последующих уточнений нормативов и показателей программирования урожаев.
Все факторы и условия, необходимые для получения любого программируемого урожая, делят на две группы: 1) биологические факторы - растение, посев (насаждения), структура агроценоза и урожая; 2) энергия и питательные вещества, непосредственно входящие в состав органической массы растения, в урожай.
Программирование урожая следует отличать от планирования и прогнозирования.
Планирование урожая - это первый этап программирования. Оно основано на средних статистических данных по урожайности выращиваемых растений в конкретном хозяйстве или на данном поле (участке) за много лет с превышением на определенный процент с учетом уровня агротехники, механизации и организации труда и потребности населения страны в продуктах питания и промышленности в сырье. Планирование включает решение долгосрочных (перспективных), текущих (в течение одного года) и оперативных (выполняемых на каждом этапе формирования урожая) задач.
Прогнозирование - это расчет теоретически возможного нарастания урожая, обеспечиваемого почвенно-климатическими и материально-техническими ресурсами. Основная цель его состоит в том, чтобы дать научное обоснование величины урожая при составлении планов производства сельскохозяйственной продукции. При программировании, кроме научного прогноза величины и качества урожая, заблаговременно предопределяют и направляют процессы формирования урожая по заранее составленной программе с учетом почвенно-климатических условий и биологических особенностей выращиваемых растений. Технология получения запрограммированного урожая основана на точном расчете и поэтому требует четкого проведения в заданной последовательности специально разработанного комплекса технологических операций на каждом этапе формирования урожая с целью оптимизации условий роста и развития растений, позволяющих им реализовать свой потенциал продуктивности. Программирование предусматривает также корректировку хода формирования урожая по этапам органогенеза или фазам вегетации растений на основе оперативно-текущей информации.
Программированный подход к выращиванию урожаев включает переход к широкому использованию в агрономии количественных (функциональных) моделей и электронно-вычислительных машин, что дает возможность быстро обработать большую информацию о факторах, влияющих на формирование урожая, и определить оптимальный вариант агротехнических приемов для получения запланированной урожайности.
В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства программирование урожаев позволяет наиболее полно и эффективно использовать почвенно-климатические, материальные, трудовые ресурсы и генетический потенциал выращиваемых сортов и гибридов.
Внедрение программированного выращивания сельскохозяйственных культур означает интенсификацию технологических процессов в растениеводстве при качественно более высоком уровне производительности труда. Так, широко распространяемые в нашей стране интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, ориентируемые на конечный результат - получение запрограммированного урожая, уже показали высокую эффективность.
Программирование - составная часть науки об управлении формированием урожаев (в том числе качеством продукции) - объединяет новейшие достижения земледелия, растениеводства, почвоведения, агрохимии, физиологии и биохимии растений, метеорологии, физики, математики, кибернетики, экономики и других наук. Приоритет в разработке теоретических основ программирования урожаев принадлежит нашей стране. Первые опыты по получению запрограммированных урожаев были проведены в 30-х годах известным селекционером - картофелеводом Л. Г. Лорхом и М. С. Савицким. Разработанные ими программы выращивания заранее рассчитанных урожаев полностью соответствовали биологическим особенностям роста и развития растений. Так, Л. Г. Лорх для получения 50 т картофеля с 1 га в условиях Подмосковья составил график нарастания его биологической массы и в соответствии с ним регулировал питание, водоснабжение и углекислотный обмен растений. Фактический урожай клубней составил 52,8 т/га. Позднее на основании этого опыта Л. Г. Лорх разработал программу выращивания 70 т картофеля с 1 га.
В опытах М. С. Савицкого программой было намечено получение 10 т зерна озимой пшеницы с 1 га. Фактический урожай составил 9,98 т/га. Для разработки этой программы ученый заранее составил структурную формулу урожая, которая включала густоту стояния растений, число продуктивных стеблей, колосьев, зерен в колосе и массу 1000 зерен. Далее им была рассчитана доза удобрений на заданный урожай и потребность в воде (орошение). В результате намеченная урожайность практически была получена.
Позднее в разработке проблемы программирования урожаев принимают участие многие научные учреждения и отдельные ученые.
Благодаря исследованиям разработаны различные методы и способы расчета заданного уровня урожаев сельскохозяйственных культур и на их основе созданы соответствующие математические модели и надежные машинные программы для ЭВМ в целях получения программируемой урожайности.
На основании многолетних экспериментальных исследований и обобщения результатов работ по фотосинтезу, минеральному питанию, водному режиму, продуктивности культурных растений, использованию посевами фотосинтетически активной радиации (ФАР) академик ВАСХНИЛ И. С. Шатилов обосновал экологические, биологические и агротехнические основы программирования урожаев. Им сформулированы десять принципов программирования.
Величина возможного урожая может быть рассчитана по первым пяти принципам: 1) по приходу фотосинтетически активной радиации и использованию ее посевами; 2) по биоклиматическим показателям; 3) по влагообеспеченности посевов; 4) по фотосинтетическому потенциалу посевов; 5) по потенциальным способностям культуры (сорта, гибрида), агрофитоценозов и набора культур в пожнивных и поукосных посевах. Для разработки технологической схемы программированного выращивания культур предназначены остальные принципы: 6) разработка системы удобрения с учетом эффективного плодородия почвы и потребности растений в питательных веществах; 7) разработка комплекса агротехнических мероприятий исходя из требований культуры (сорта, гибрида); 8) всесторонний учет и правильное применение основных законов земледелия и растениеводства; 9) разработка системы мер борьбы с болезнями и вредителями выращиваемых растений; 10) использование математического аппарата для наиболее точного определения комплекса агроприемов, обеспечивающих формирование запланированных урожаев.
Программирование урожайности сельскохозяйственных культур – это разработка комплекса взаимосвязанных мероприятий, своевременное и качественное выполнение которых обеспечивает получение запланированного урожая при одновременном повышении плодородия почвы и сохранении окружающей среды.
Программирование урожаев предполагает перевод растениеводства на интенсивную основу с качественно повышенным уровнем производительности труда, окупаемости вложенных средств с наибольшим экономическим эффектом.
Программирование урожаев включает 3 этапа:
1. Расчет величины урожая (программирование).
2. Разработка и освоение мероприятий и технологий для получения расчетного урожая с применением и соблюдением научно обоснованной системы земледелия.
3. Соблюдение разработанной технологии возделывания культуры в условиях производства.
Расчет Кфар при урожайности картофеля 100 ц/га
Кфар = (Убиол* g *100)/( Q фар*10 )
Убиол – урожай картофеля по заданию (включая основную и побочную продукцию), кг/га
g – калорийность 1 кг сухого вещества, ккал/кг (приложение 2)
100 – для перевода Кфар в %
Qфар – приход ФАР за период вегетации культуры ккал/га (таблица 3 текста)
Таблица 3 Приход ФАР для Иркутской области, ккал/см²
20 августа – уборка
Убиол – 100 ц/га (по заданию)
Определяем Убиол всей массы:
Убиол = 100*2 = 200 ц/га
Убиол.абс.сух. = (200*20)/100 = 40 ц/га
Общая калорийность сухого вещества урожая:
Кфар = (8,6*10 *100)/(18,1*10 ) = 4,8 %
Расчет потенциальной урожайности (ПУ)
ПУ = ( Q фар*10 *Кфар)( g *10²*10²)
Qфар – приход ФАР за период вегетации культуры ккал/га 10
ПУ = (18,1*10 *4,8)/(4300*10 ) = 202 ц/га абсолютно сухого вещества
Определяем урожайность клубней: 202:2 = 101 ц/га абсолютно сухого вещества клубней
Определяем урожайность клубней при стандартной влажности (приложение 3):
102 - 80 % Х = 101*100/(100 - 80) = 505 ц/га
Расчет действительно возможной урожайности по запасам влаги (ДВУ)
ДВУ = ( ( W н + ∑осадков)*0,7*10 ) /Кв
Wн – запасы влаги на начало вегетации в слое 0-100 см в мм (приложение 21) -200 мм
∑осадков за период вегетации (приложение 19) – 201
Кв – коэффициент водопотребления (приложение 5) - 450
ДВУ = ( (200 + 201)*0,7*10)/450 = 6,24 т/га или 62,4 ц абсолютно сухого вещества
Переводим урожай на стандартную влажность и основную продукцию:
ДВУ = (62,4*100)/20*2 = 156 ц /га клубней
Расчет урожайности по биоклиматическому потенциалу (БКП)
Убиол = Кн/Кр*10*БКП
Кн – продуктивность культуры на каждые 100 °С
Кн = (100*100)/1200 = 8,3 ц клубней, где
100 – урожайность картофеля; 1200 – сумма тепла за вегетационный период (приложение 6)
Кр – соотношение максимальной урожайности клубней к минимальной
Кр = 170/60 = 2,83, где
170 – максимальная урожайность раннего картофеля; 60 – минимальная урожайность раннего картофеля
Минимальная урожайность картофеля, полученная в данных почвенно-климатических условиях.
∑t>10° - 1350° (приложение 20: станция Иркутск)
БКП = (2,83*1350)/1000 = 3,8
ДВУ по БКП, Убиол = (8,3:2,83)*10*3,8 = 111,45 ц/га клубней
Расчет урожайности по плодородию почвы
Расчет урожайности в зависимости от плодородия почвы приводится в таблице 4.
Таблица 4 Расчет урожайности картофеля по плодородию почвы
| Показатели | N мг/кг 0-40 см | Р2О5, мг/100 г 0-20 см | К2О, мг/100 г 0-20 см |
| Содержание питательных веществ в почве | 14 | 20 | 12 |
| Содержание питательных веществ в пахотном слое | 14*4 = 56 | 20*20 = 400 | 12*20 = 240 |
| Текущая минерализация | 30 | - | - |
| Коэффициент использования из почвы, % | 80 | 10 | 25 |
| Растения получат из почвы, кг | (56+30)*80/100 = 68,8 | 400*10/100 = 40 | 240*25/100 = 60 |
| Вынос питательных веществ с 1 ц продукции, кг | 0,6 | 0,16 | 0,78 |
| Урожай по почвенному плодородию, ц | 68,8/0,6 = 114,7 | 40/0,16 = 250 | 60/0,78 = 76,3 |
Из расчета видно, что в условиях данного хозяйства лимитирующим фактором запрограммированного урожая картофеля (100 ц/га) является низкое содержание калия. Поэтому при разработке технологии возделывания все мероприятия должны быть направлены на внесение удобрений, особенно содержащих калий.
Система агротехнических мероприятий, обеспечивающих получение действительно возможных урожаев
Читайте также: