![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Программирование урожая
Программирование – это разработка комплекса взаимосвязанных мероприятий, своевременное и высококачественное выполнение которых обеспечивает получение запланированной урожайности. Это направление в агрономии отражает достижения большого числа смежных наук – физиологии растений, земледелия, растениеводства, почвоведения, агрохимии, метеорологии, агрофизики, а также математики, кибернетики и экономики. Основная цель программирования состоит в том, чтобы перейти к широкому использованию в агрономии количественных моделей и электронно-вычислительной техники, позволяющей быстро обработать информацию о факторах, влияющих на рост растений, и выбрать оптимальный вариант агротехнических мероприятий, направленных на получение запрограммированной урожайности. Один из главных принципов современного сельскохозяйственного производства – применение интенсивных методов ведения хозяйства для повышения урожайности культур и качества продукции. Получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур возможно лишь при создании оптимальных условий для превращения и обмена веществ в растительном организме, начиная от фотосинтеза и кончая образованием конечных продуктов жизнедеятельности растений. Для непрерывной работы зеленых листьев растений необходим постоянный приток энергетических средств: света, различных элементов минерального питания, воды, тепла, диоксида углерода и кислорода. Необходимо также оптимальное сочетание внешних факторов: плодородия почвы, приемов возделывания, влажности и температуры почвы, позволяющих растениям реализовать свои потенциальные возможности. Уровень питания растений, используемые сорта, технология возделывания и погодные условия находятся в тесной взаимосвязи, определяющей величину урожайности. Резкое отклонение любого фактора от нормы может оказаться решающим и ограничить получение высокой урожайности. Получение максимально возможной урожайности чаще всего зависит от нерегулируемых, частично или труднорегулируемых факторов (свет, тепло, влагообеспеченность), которые могут ограничивать рост и развитие растений [8]. Недостающее количество того или иного фактора может быть компенсировано соответствующими приемами агротехники. Агротехническими приемами можно ослабить или усилить влияние факторов жизни на рост, развитие растений и формирование урожая [17]. Проблема увеличения производства зерна и другой сельскохозяйственной продукции решается главным образом за счет повышения продуктивности пашни. Этому способствует новое направление в агрономической науке – программирование урожайности. В основе его лежат удовлетворение потребностей растений в жизненно важных факторах внешней среды, целенаправленное формирование посевов для получения заданной урожайности [8]. Таким образом, основу метода программирования урожаев сельскохозяйственных культур составляют прогноз возможной урожайности, а также разработка и реализация на практике технологии возделывания культуры, в наибольшей степени отвечающей ее биологическим особенностям. Существуют следующие принципы программирования урожаев (по И.С. Шатилову): 1-ый принцип предусматривает при определении уровня урожайности использование гидротермических показателей среды. 2-ой принцип учитывается при определении потенциальной урожайности сельскохозяйственных растений и основывается на зависимости урожайности от прихода ФАР и коэффициента использования растениями фотосинтетически активной радиации. 3-ий принцип предусматривает определение потенциальных возможностей культуры и отбор для возделывания в конкретных природных условиях сортов по их потенциальным возможностям. 4-ый принцип заключается во взаимосвязи урожайности со сформированным в агрофитоценозе фотосинтетическим потенциалом и предполагает формирование такого фотосинтетического потенциала, который обеспечивает получение высокого урожая. 5-ый принцип предполагает обязательное и правильное применение основных законов научного земледелия и растениеводства. 6-ой принцип состоит в разработке системы удобрения, учитывающей эффективное плодородие почвы, а также потребность растений в питательных веществах, необходимых для выращивания программированного урожая высокого качества. 7-ой принцип состоит в разработке и применении комплекса агротехнических мероприятий, учитывающего требования культуры (сорта) к условиям произрастания, а также условия агрометеорологической обстановки. Четкая реализация разработанного комплекса агротехнических мероприятий должна обеспечить получение программированного урожая. 8-ой принцип предусматривает обеспечение растений влагой в оптимальных количествах, в неорошаемых условиях - определение и поддержание уровня урожайности, исходя из климатических условий и особенностей зоны. 9-ый принцип - принцип обязательной защиты растений от вредителей, болезней, сорняков, обеспечивающей выращивание здоровых растений. 10-ый принцип предусматривает создание банка данных о биологических особенностях полевых культур, условиях их произрастания, экспериментальных материалах, оценивающих различные агротехнические приемы и операции, использование современной вычислительной техники. В методе программирования урожайности расчеты ведут на следующие ее уровни: Потенциальная урожайность (ПУ) – предельно возможный уровень урожайности; лимитируется приходом ФАР, ее КПД и биологическими особенностями культуры, сорта. Климатически обеспеченная урожайность (КОУ) - урожайность, которая может быть получена в конкретных климатических условиях при оптимизации всех остальных факторов жизни растений. Лимитируется КОУ элементами климата, погодой. Действительно возможная урожайность (ДВУ) - максимальная урожайность, которая может быть получена на конкретном поле, с его реальным плодородием в складывающихся метеорологических условиях. Лимитируется ДВУ плодородием почвы. Программируемая (ресурсо- и технически обеспеченная) урожайность (ПрУ) - это урожайность, которую планируют получить на конкретном поле в соответствии с комплексом разработанных агротехнических мероприятий. Уровень ПрУ определяется через величину КОУ и ДВУ путем оптимизации питательного режима почвы. Урожайность в производстве (УП) – фактически достигнутый уровень урожайности в конкретном хозяйстве [17]. Определение потенциальной урожайности (ПУ) Уровень потенциальной урожайности зависит от биологических свойств культуры или сорта; количества энергии проходящей фотосинтетически активной радиации иколичеством энергии, аккумулированной в биомассе урожая; элементов питания в почве; уровня агротехники и метеорологических условий [8]. Методика расчетаПУ по приходу ФАР и коэффициенту ее использования предложена проф. А. А.Ничипоровичем:
Расчет ПУ по использованию ФАР среднего уровня: где ПУ – потенциальная биологическая урожайность абсолютно сухой биомассы, ц; ∑ QФАР – приход суммарной ФАР за период вегетации культуры в зоне, млрд. ккал/га (кДж/га); К – планируемый КПД ФАР; q - калорийность 1 кг сухой биомассы урожая, ккал/кг (кДж/кг).
Чтобы получить ПУ хозяйственно ценной части урожая необходимо применить следующую формулу:
где С – сумма составляющих урожая (зерно + солома); В ст – стандартная влажность. Или по следующей формуле (предложенную проф. Х.Т. Тоомингом):
где ∑ QФАР – приход суммарной ФАР за период вегетации культуры в зоне, млрд. ккал/га (кДж/га); К – планируемый КПД ФАР; q - калорийность 1 кг сухой биомассы урожая, ккал/кг (кДж/кг); Кm – коэффициент хозяйственной эффективности урожая на массу продукции стандартной влажности.
Для определение потенциальной урожайности мне понадобились следующие расчетные данные: - сумма составляющих урожая озимой тритикале (зерно + солома) = 2, 5 [17, прил. 22]; - калорийность 1 кг сухой биомассы урожая, (ккал/кг или кДж/кг) = 4400 (так как в данном приложении озимая тритикале отсутствует, показатель был взят по озимой ржи) [17, прил. 23]; - приход суммарной ФАР за период вегетации культуры в зоне возделывания = 34, 6 (ккал/см²) [см. раздел 3, табл. 5]; - стандартная влажность для озимой тритикале = 14 % [17, прил. 21]; - планируемый КПД ФАР для зерновых культур = 1, 5-3, 0 %; теоретически возможный (в общем) = 7, 0-10, 0%, этот показатель варьируется в зависимости от культуры [8]; - коэффициент хозяйственной эффективности урожая на массу продукции стандартной влажности = 0, 465 [17, прил. 22]. Определение климатически обеспеченной урожайности (КОУ) Методика расчетов по ресурсам влаги (КОУw) базируется на определениисоотношения количества влаги, поступающей в распоряжение растений в течение вегетационного периода, и суммарного расходования влаги на созданиеединицы урожая:
где КОУw – климатически обеспеченная урожайность основной продукции при стандартной влажности, т/га; Wмс – влажность мертвого слоя почвы при возобновлении весенней вегетации или перед весенним посевом, мм; Ов.п. – сумма осадков за вегетационный период, мм; Ко – коэффициент полезности осадков; Кв – коэффициент водопотребления, мм × га/ц или м³ /т; С – сумма частей основной и побочной продукции; Вст – стандартная влажность.
Для определения климатически обеспеченной урожайности понадобились следующие расчетные данные: - влажность мертвого слоя почвы при возобновлении весенней вегетации = 184 мм. [17, прил. 17]; - сумма осадков за вегетационный период = 312 мм. [см. раздел 3, табл. 4]; - коэффициент полезности осадков = 0, 7 [17, прил. 18]; - коэффициент водопотребления (мм × га/ц или м³ /т) = 405 [17, прил. 15]; - сумма составляющих урожая озимой тритикале (зерно + солома) = 1, 6 [17, прил. 22]; - стандартная влажность для озимой тритикале = 14 % [17, прил. 21]. Определение климатически обеспеченной урожайности по ресурсам тепла (КОУ t°) Методика расчетов базируется на предварительном определении биоклиматического потенциала продуктивности (БКП) и вычисляется по следующей формуле:
где ∑ t°›10° – сумма активных температур в регионе; 1000° – сумма температур на северной границе земледелия. Из этого следует:
48 × 1, 15 = 55, 2 ц/га. где - β – коэффициент, отражающий уровень культуры земледелия и соответствующий коэффициенту использования ФАР, %: 1, 0; 2, 0; 3, 0; 4, 0 - соответственно 10; 20; 30; 40. - КОУ t° – урожайность абсолютно сухой биомассы, т. корм. ед./га.
Для определения климатически обеспеченной урожайности по ресурсам тепла мне понадобились следующие расчетные данные: - коэффициент перевода к.ед./га в ц/га = 1, 15; - сумма активных температур в регионе более 10°С = 2299°С [см. раздел 3, табл. 3]. Определение действительно возможной урожайности (ДВУ) ДВУ - уровень урожайности, который может быть достигнут на конкретномполе с учетом реального почвенного плодородия. Методика определенияпредложена Белорусским НИИ почвоведения и агрохимии: где Бп – бонитет почвы, балл; ЦБ – цена балла пашни; К – поправочный коэффициент к цене балла на агрохимические свойства почвы.
Действительно возможная урожайность при обычной технологии возделывания: ДВУ = 45 × 40 × 0, 99 = 1782 т/га или 17, 8 ц/га. Действительно возможная урожайность при интенсивной технологии возделывания: ДВУ = 45 × 52 × 0, 99 = 2316 т/га или 23, 1 ц/га.
Для определения действительно возможной урожайности при обычной и интенсивной технологиях возделывания мне понадобились следующие расчетные данные: - бонитет почвы, балл = 45 [см. задание курсовой работы]; - цена бала пашни, кг = 40 (обычная технология) и 52 (интенсивная технология) [17, прил. 29]; - поправочный коэффициент к цене балла на агрохимические свойства почвы для нашего хозяйства = 0, 99 [17, прил. 36].
Определение программируемой урожайности (ПрУ) Программируемая урожайность определяется с учетом разницы между КОУ и ДВУ, которая компенсируется за счет внесения расчетных доз минеральных и органических удобрений. Таким образом, ПрУ рассчитывается как ДВУ с приростом урожайности, которая должна быть получена за счет удобрений. Уровень ПрУ мы определяем исходя из прибавки от удобрений по формуле: где ПрУ- программируемая урожайность; ДNPK – доза минеральных удобрений; ONPK – окупаемость 1 кг NPK, кг продукции; До.у. – доза органических удобрений, т/га; Оо.у. – окупаемость 1 т органических удобрений, кг/т продукции; 100 – коэффициент перевода кг в ц.; Пуд – прибавка урожайности от удобрений.
Эту формулу можно записать в следующем виде:
Программируемая урожайность при обычной технологии возделывания:
Программируемая урожайность при интенсивной технологии возделывания:
Для определения программируемой урожайности мне понадобились следующие расчетные данные: - доза минеральных удобрений = N-60 P-50 K-50 кг/га д.в. [17, прил. 37]; - доза органических удобрений = 30 т/га [17, прил. 37]; - бонитет почвы, балл = 47 [см. задание курсовой работы]; - цена бала пашни, кг = 52 (интенсивная технология) [17, прил. 29]; - поправочный коэффициент к цене балла на агрохимические свойства почвы для нашего хозяйства = 0, 98 [17, прил. 36]; - окупаемость 1 кг NPK, кг продукции = 6, 8 [17, прил. 35]; - окупаемость 1 т органических удобрений, кг/т продукции = 20 [17, прил. 33]; - прибавка урожайности от удобрений = 55 (средняя) [17, прил. 30 или курсовая работа, табл. 6.].
Таблица 6.
|