Заняття 1. Озима пшениця

Білоцерківський Національний Аграрний університет

Агрономічний факультет

Кафедра рослинництва

Прогноз і програмування Урожайності сільськогосподарських культур

Методичні вказівки для лабораторно-практичних занять та самостійної роботи студентів V курсу агрономічного факультету освітньо-кваліфікаційного рівня (8.130102 «Магістр»)

Біла Церква 2011

УДК

Затверджено радою агрономічного факультету

Протокол № ___ від _________2011 р.

Укладачі: Панченко Т.В., Ткачук В.М., Новохацький М.Л., Остренко М.В. канд. с.-г. наук

Прогноз і програмування врожаю сільськогосподарських культур для практичних занять та самостійної роботи студентів V курсу агрономічного факультету освітньо-кваліфікаційного рівня (8.130102 «Магістр»)/ Панченко Т.В. – Біла Церква, 2011. – 36 с.

Рецензенти: Лозінський М.В., Яковенко О.М. кандидати с.-г. наук

© БНАУ, 2011

Зміст

ВСТУП

Серед базової сільськогосподарської продукції, яка гарантує продовольчу безпеку України, особливе місце займає отримання високих, стабільних врожаїв з найкращою якістю. Виробництво зерна та розвиток його ринку відображають стан економіки всього аграрного сектора. В ньому відбивається вся сукупність нерозв’язаних проблем.

Інтенсифікація землеробства і всі задачі пов’язані із збільшенням виробництва його продукції ставлять підвищені вимоги до сільськогосподарської науки з розробки нових методів і технологій вирощування сільськогосподарських культур, які забезпечували б повне і ефективне використання матеріально-технічних ресурсів і наукового потенціалу для отримання високих і стабільних врожаїв.

Незважаючи на велику кількість досліджень і численні публікації, питання планування та програмування урожайності та удосконалення технології вирощування сільськогосподарських культур не втрачає актуальності за сучасних умов господарювання. Адже, впровадження в науку і практику сільськогосподарського виробництва сучасних методів планування і управління урожайністю на базі широкого використання точних кількісних оцінок виробничих ситуацій є одним з основних шляхів зростання ефективності сільськогосподарського виробництва.

Для того щоб реалізувати передовий досвід, нагромаджений практиками у рільництві, і поставити впровадження на масову основу, розробляються науково обґрунтовані технологічні карти по вирощуванню сільськогосподарських культур. Це може забезпечити економніше використання наявних у господарствах матеріальних і трудових ресурсів для одержання запланованих високих урожаїв. Розв’язанню цих завдань і присвячена наукова проблема, широко відома під назвою програмування урожаїв [1].

Академік ВАСГНІЛ І.С. Шатилов формулює програмування урожаїв як зумовлений науково-технічним прогресом новий напрям у землеробстві, як розроблення комплексу взаємозв’язаних агротехнічних заходів, своєчасне й якісне виконання яких забезпечить одержання розрахункового урожаю при одночасному підвищенні родючості землі і задоволенні потреб охорони навколишнього середовища [2].

Поняття про прогнозування, планування, програмування урожайності. Математичні моделі в рослинництві.

Слід розрізняти поняття програмування, планування і прогнозування урожаїв (або врожайності).

Під програмуванням урожаїв розуміють не тільки планування їх, а й оперативне управління технологічними процесами вирощування сільськогосподарських культур у процесі їх розвитку, тобто оперативне управління процесом одержання урожаю (скорочено: «управління урожаєм» або, частіше, «управління урожайністю»).

Процес оперативного управління технологією вирощування сільськогосподарських культур включає в себе оперативне прогнозування урожаїв і методи прийняття необхідних управлінських рішень з метою одержання запланованого урожаю, тобто наперед обчисленого (виходячи з наявних ресурсів і природнокліматичних умов) рівня врожайності на певних полях із заздалегідь визначеною площею. Отже, прогнозування урожаїв є необхідною складовою частиною оперативного управління технологічними процесами вирощування культур.

План – це категорія, яка дає змогу людині, колективу, державі цілеспрямовано діяти в умовах, що постійно змінюються.

На жаль, більшість існуючих методик планування врожайності не просунулись далі: усі говорять про те, на які фактори слід зважати при цьому і рідко хто — як це робити.

Під час планування та факторного аналізу врожайності враховують різний вплив факторів на врожай та неоднакову залежність їх від людини. З огляду на це виділяють фактори позитивного і негативного впливу на приріст урожаю, залежні, малозалежні від людини (або керовані та некеровані), постійні (статичні) та змінні (динамічні), тривалої дії і тимчасові, зовнішні та внутрішні. Так, збільшення внесення мінеральних добрив в оптимальних співвідношеннях при вдосконаленні технології позитивно впливає на врожай, а збільшення тривалості збирання сільськогосподарських культур, як правило, негативно; упровадження нових сортів, внесення добрив, застосування пестицидів — це керовані фактори, а погодні умови, склад ґрунту – некеровані; тип ґрунту, рельєф, світло, тепло, повітря – постійні фактори, оскільки їх вплив на врожай у конкретних умовах практично не змінюється, а опади, добрива, пестициди, сорти, матеріальна зацікавленість, технічне озброєння – динамічні.

Поточне планування врожайності практично зводиться до визначення можливого приросту врожаю внаслідок зміни динамічних факторів з наступним збільшенням фактичної середньорічної врожайності на величину обчисленого приросту. Обчислюють приріст урожаю за рахунок: добрив, що вноситимуться додатково понад використовувану в базовому періоді кількість; поліпшення попередників унаслідок освоєння сівозмін; упровадження продуктивніших сортів; розширення площ культур, що вирощуються за інтенсивними технологіями; збільшення площ посівів на зрошуваних і осушуваних землях та на землях, де проведено вапнування та фосфоритування кислих і гіпсування солонцюватих ґрунтів; розширення площ обробки гербіцидами. Крім того, визначають збільшення валових зборів завдяки зменшенню втрат урожаю під час вирощування та збирання, зумовленому розширенням площ обробки фунгіцидами та інсектицидами, скороченням строків збирання та використанням нових комбайнів, які забезпечують менші втрати продукції. У кожному господарстві обчислюють приріст урожаю лише за рахунок тих факторів, зміна яких передбачена в плановому періоді з допомогою моделей технологічних процесів.

Термін «моделювання» походить від слова «модель», що перекладається з італійської modelio як «зразок». Модель автомобіля, наприклад, це – зразок серійного виробу. В металургії модель – це форма для відливання металічних предметів.

В мистецтві модель – це натурщик чи натурщиця для малювання чи фотографування (фотомодель).

В науці терміном «модель» позначають схему, зображення чи описання процесу чи явища.

Моделювання – це створення моделей та дослідження об’єктів, процесів і явищ за допомогою цих моделей. Моделювання дозволяє економити час і матеріальні ресурси.

Математичні моделі в рослинництві можуть мати вигляд формул, таблиць, графіків з відповідними поясненнями щодо їх застосування в агрономічній практиці.

Математичне моделювання в рослинництві дозволяє агроному-практику та агроному-досліднику впорядкувати складний процес управління вирощуванням урожаю. Дає змогу отримувати науково-обґрунтовані прогнози кінцевого результату на різних етапах технологічного процесу. Тому математичне моделювання є завершальним розділом предмету «Рослинництво».

Модель формування урожаю призначається для оптимізації оперативних агротехнічних рішень на базі докладного врахування потреб культури й сорту в основних факторах життєдіяльності за фазами розвитку. При її побудові потрібні знання численних деталей, процесів, що відбуваються в ґрунті, приземному повітрі і самій рослині. В кожному з перелічених видів моделей ті самі процеси слід відображувати з різним ступенем докладності. В процесі оперативного управління урожайністю може заінтересувати модель формування урожаю (перші два типи моделей використовуються здебільшого при плануванні врожаю). Проте створення їх пов’язане з труднощами, особливо при одержанні вхідної інформації для розрахунку, великою складністю і громіздкістю моделей, потребою детального описання впливу численних факторів на формування врожаю [3].

На основі викладеного вище можна зробити висновок, що одним з перспективних напрямів інтенсифікації рільництва та зростання прибутковості підприємств є розробка і впровадження нових методів планування й оперативного управління урожайністю, відомих під загальною назвою «програмування урожаїв».

Для якісного розв’язання проблеми потрібні достовірні прогнози впливу на урожайність організаційно-технологічних і погодних факторів, які дадуть змогу прийняти відповідні управлінські рішення. Одержати досить точні прогнози урожайності можна за допомогою системних імітаційних математичних моделей, які дають змогу відтворити виробничі процеси. Проведені дослідження підтверджують реальну можливість використання системних імітаційних моделей для прогнозування урожаїв.

Рекомендована література

1. Біологічне рослинництво. – За ред. Зінченка О.І.– Київ: Вища школа, 1996.

2. Гриценко В.В., Долгодворов П.О. – Основи програмирования урожаев сельскохозяйственных культур. – Москва: Агропромиздат, 1986.

3. Довідник агронома. / За ред. Зінченко Л.Л. – Київ: Урожай, 1985.

4. Каюмов М.К. Программирование урожаев сельскохозяйствен­ных культур. – Москва, ВО “Агропромиздат”, 1989. – 320 с.

5. Лихочвор В.В. Рослинництво. – Львів: НВФ «Українські техно-логії», 2002. – 800 с.

6. Молоцкий М.Я., Зиневич Л.Л., Ткачук В.Н и др. Практическое пособие для арендаторов – земледельцев. К., Урожай, 1989 – 365 с.

7. Муха В.Д., Пелипець В.А. Програмування урожаїв основних сільськогосподарських культур. – Київ: Вища школа, 1988.

8. Муха В.Д., Кочетов И.С., Муха Д.В., Пелипец В.А. Основы программирования урожайности сельскохозяйственных культур: Учеб. пособие. - М.: МСХА. - 1994. - 252 с.

9. Програмирование урожаев сельскохозяйственных культур. – Научные труды ВАСХНИЛ.– Москва: Колос, 1975.

10. Програмування урожайності сільськогосподарських культур. Методичний посібник. Ткачук В.М., Сікан Л.З. та інші. – Біла церква. 1999. – 31 с.

11. Рослинництво з основами програмування врожаю. За ред. Жатова О.Г. – К, Урожай, 1995. – 256 с.

12. Рослинництво: Лаб.–практ. заняття: Навч. посіб. для вищ. агр. закл. освіти ІІ–ІV рівнів акредитації з напряму «Агрономія» / Алімов Д.М., Білоножко М.А., Бобро М.А. та ін.; За ред. Бобро М.А. та ін. – К.: Урожай, 2001. – 292 с.

13. Справочникпо прогнозированию и програмированию урожаев на Юге Украины.– Одеса: Маяк, 1987.

14. Філіп’єв І.Д., Михеєв Є.К. Як програмувати врожай.– Київ: Урожай, 1990.

15. Харченко О.В. Основи програмування урожаїв сільського-сподарських культур. – Суми, Університетська книга, 1999. – 234 с.

16. Цупенко Н.Ф. Справочник агронома по метеорологии. –Киев: Урожай, 1990.

17. Шатилов И.С. Принципы программирования урожайности. - М.: Колос, 1975. - С. 7-8.

Заняття 1. Озима пшениця

План

1. Розрахувати параметри програмованої біологічної урожайності озимої пшениці.

2. Розрахувати агрохімічне забезпечення посівів озимої пшениці враховуючи рівень програмованої урожайності.

3. Розробити програму технології вирощування озимої пшениці з максимальним рівнем біологічної врожайності.

Мета роботи: Навчитися розраховувати програмовану біологічну урожайність, агрохімічне забезпечення та програмовану технологію вирощування озимої пшениці, вивчити формули розрахунку біологічної урожайності повторити та вивчити норми висіву, існуючі добрива, сучасну сільськогосподарську техніку та сорти озимої пшениці.

Матеріали та обладнання: прості олівці, калькулятори, лінійки, підручники з рослинництва та допоміжна література з технологіями вирощування озимої пшениці.

Завдання 1. Розрахувати чотири програмовані біологічні урожайності посівів озимої пшениці з врахуванням елементів структури урожайності та фотосинтетичної поверхні посіву. Рівень запрограмованої урожайності 30 ц/га та поданий у додатку А, для виконання завдання використовують параметри відображені в таблиці 1.

Таблиця 1. – Програмування біологічної урожайності озимої пшениці

Для розрахунку фотосинтетичного потенціалу посіву ФП використовують дані таблиці 1 та додотку Б, підставляючи їх до формули:

;

де: У – запрограмована урожайність, ц/га;

К – кількість основної продукції на 1 мл одиниць ФП, ц. (додаток Б)

Виживаність рослин озимої пшениці на час збирання у Лісостеповій зоні в середньому становить 50-70%.

За оптимальної норми висіву (додаток В) короткостеблові сорти мають продуктивну кущистість (К) – 1, 3-1, 6; середньорослі – 1, 6-2, 0.

За розрахунків виживаності рослин та продуктивної кущистості необхідно враховувати, що зі зростанням урожайності змінюються і ці показники, вони теж зростають. Тому, що забезпечення рослин в оптимумі мінеральним живленням, впровадження інтегрованого захисту рослин, застосування нової багатофункціональної техніки та сучасних агротехнологій сприяє покращенню елементів продуктивності рослин.

Площа листя на одному продуктивному стеблі зернових культур становить в середньому 70-110 см², але при розрахунку площі листя на 1 га вона не повинна бути більшою 60 тис.м². Оптимальна площа листя на 1 га для зернових культур 50-60 тис. м².

Площа листя на 1га розраховується за формулою:

;

де: Sга – максимальна площа листків, тис. м²/га;

Sлс – площа листя на одному продуктивному стеблі, см²;

Пс – кількість продуктивних стебел на 1 м².

Вихід зерна з одного колосу (г) визначають за формулою:

;

де: Вз – вихід зерна з одного колосу (волоті), г;

Уп – програмована урожайність, ц/га;

Пс – кількість продуктивних стебел на 1 м²;

10 – коефіцієнт переводу.

Масу 1000 зерен розраховують за формулою:

;

де: М ₁₀₀₀ – маса 1000 зерен, г. (вона не повинна перевищувати, або бути меншою за масу подану в додатку Г);

Вз – вихід зерна з одного колосу (волоті), г;

Кз – кількість зерен в одному колосі (волоті), шт.;

1000 – коефіцієнт переводу.

Маса тисячі зерен не повинна бути меншою чи перевищувати показники подані в додатку Г.

Для перевірки відповідності елементів структури кінцевій врожайності використовують формулу Савицького М.С. – Писарєва В.Є.:

;

де: Уб – біологічна врожайність, ц/га;

Р – кількість рослин на час збирання, шт/м²;

К – продуктивна кущистість (кількість озернених колосів на одну рослину);

З – середня кількість зерен в одному колосі, шт;

М – маса 1000 зерен, г.

Завдання 2. Розрахувати агрохімічне забезпечення посівів озимої пшениці під запрограмовану урожайність 30 ц/га та подану в додатку А за схемою, показаною у таблиці 2

Таблиця 2. – Програмування агрохімічного забезпечення посівів озимої пшениці з різною урожайністю

Ґрунти за розрахунку агрохімічного забезпечення запропоновані в додатку Е. Для розрахунку потреби в добривах з рівнем урожайності 30 ц/га використано – чорноземи опідзолені, де N–11; Р–10; К–14 мг/100 г

Для розрахунку вмісту у ґрунті NPK в кг/га перемножуємо глибину орного шару на вміст поживних речовин у ґрунті, мг/100 г.

Наприклад: глибина орного шару 30 см, а вміст доступного азоту (N) у ґрунті 11 мг/100 г, тоді вміст у ґрунті, кг/га = 30 см× 11 мг/100 г = 330 кг/га.

Для внесення мінеральних добрив при заповненні таблиці 2 заплановано використати аміачну селітру; з вмістом поживної речовини – 34, 5%, суперфосфат простий порошкоподібний – 18, 7% та калійну сіль – 40%.

Види мінеральних добрив і коефіцієнти перерахунку діючої речовини в фізичну масу наведено в додатку З.

Завдання 3. Враховуючи досвід світових та вітчизняних технологій вирощування полових культур, розробити програму технології вирощування озимої пшениці з максимальним рівнем біологічної врожайності розрахованим у таблиці №1 за зразком, показаним у таблиці №3.

Таблиця 3. – Програмування технології вирощування озимої пшениці із заданою максимальною врожайністю

Традиційна та нова техніка подана у додатку Н.

Програму технології вирощування необхідно розробляти спираю­чись на дані програмованої біологічної урожайності та агрохімічного забезпечення посівів за зразком поданим у додатку К.