Принципы программирования урожаев по шатилову. Восемь принципов программирования, которые могут облегчить вам жизнь. Принципы программирования урожая

15.03.2024

Недостающее количество того или иного фактора может быть компенсирова- но соответствующими приемами агротехники. Агротехническими приемами можно ослабить или усилить влияние факторов жизни на рост, развитие растений и формирование урожая.

Принципы программирования урожаев (по И. С. Шатилову)

Первый принцип предусматривает при определении уровня урожайности использование гидротермических показателей среды.

Второй принцип учитывается при определении потенциальной урожайности с/х. растений и основывается на зависимости урожайности от прихода ФАР и коэффициента использования растениями ФАР.

Третий принцип предусматривает определение потенциальных возможнос- тей культуры и отбор для возделывания в конкретных природных условиях сортов по их потенциальным возможностям.

Четвертый принцип заключается во взаимосвязи урожайности со сформиро-ванным в агрофитоценозе фотосинтетическом потенциалом (ФП) и предполагает формирование такого фотосинтетического потенциала, который обеспечивает получение высокого урожая.

Пятый принцип предполагает обязательное и правильное применение основных законов научного земледелия и растениеводства.

Шестой принцип состоит в разработке системы удобрения, учитывающей эффективное плодородие почвы, а также потребность растений в питательных веществах, необходимых для выращивания программированного урожая вы-сокого качества.

Седьмой принцип состоит в разработке и применении комплекса агротех-нических мероприятий, учитывающего требования культуры (сорта) к условиям произрастания, а также условия агрометеорологической обстановки. Четкая реализация разработанного комплекса агротехнических мероприятий должна обеспечить получение программированного урожая.

Восьмой принцип предусматривает обеспечение растений влагой в оптима-льных количествах, в неорошаемых условиях – определение и поддержание уров-ня урожайности, исходя из климатических условий и особенностей зоны.

Девятый принцип – принцип обязательной защиты растений от вредителей, болезней, сорняков, обеспечивающей выращивание здоровых растений.

Десятый 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.

Уровни урожайности, принятые в методе программирования

В методе программирования урожайности расчеты ведут на следующие ее уровни:

1. Потенциальная урожайность (ПУ) – предельно возможный уровень урожайности; лимитируется приходом ФАР, ее КПД и биологическими особенностями культуры, сорта;

2. 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.

3. 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.

4. Программируемая 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.

5. Урожайность в производстве (УП) – это фактически достигнутый уровень урожайности в конкретном хозяйстве.

Агрометеорологические условия региона и обеспеченность ячменя

климатическими факторами

Радиационный режим

Таблица 1. Приход солнечной радиации

Месяцы года	Приход суммарной солнечной радиации, ккал/см 2	Приход суммарной ФАР, ккал/см 2








Сентябрь

Приход ФАР за вегетацию ячменя– 29.3 ккал/см 2 , ккал/м 2 2.93 , ккал/га 0.293.

Температурный режим

Таблица 2. Средняя температура воздуха по декадам

Месяцы года

Таблица 3. Даты наступления средних суточных температур воздуха выше определенных пределов и число дней с температурой, превышающей эти пределы.

Вывод: Проанализировав таблицу 3, можно сделать вывод о том, что температурный режим позволяет высевать ячмень в оптимальные сроки.

Водный режим

Таблица 4. Сумма осадков по декадам

Месяцы года

Годовая сумма осадков 580 мм

Почвенные влагозапасы:

Весной (на дату посева) в метровом слое почвы 189

Уровень залегания грунтовых вод, м 0,6

Вывод: Проанализировав данные таблицы 4, можно сделать заключение о том, что водный режим довольно благоприятный для возделывания ячменя в данном регионе.

Определение потенциальной урожайности (ПУ) по А.А. Ничипоровичу.

ПУ – потенциальная биологическая урожайность абсолютно сухой биомассы, т/ га;

∑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.

Для пересчета урожая на стандартную влажность:

В ст. – стандартная влажность;

ПУ СТ. ВЛ. =100=192ц/га.

ПУ хозяйственно ценной части урожая (зерно, клубни и др.):

ПУ хоз. ст.вл. ,

С – сумма составляющих урожая(зерно + солома).

ПУ ХОЗ. СТ.ВЛ. =×100=87.2ц/га.

Величину ПУ зерна или другой основной продукции можно также рассчитать с помощью уравнения, предложенного профессором Х. Г. Тоомингом:

ПУ хоз. = 10 4 × К фар × К m ×

ПУ ХОЗ – потенциальная урожайность зерна или другой продукции при стандартной влажности;

∑Q ФАР – суммарный приход ФАР за период вегетации культуры ккал/ см 2 ;

К m – коэффициент хозяйственной эффективности урожая.

ПУ ХОЗ. = 10 4 ×2.5×0.553×=91.6ц/га.

Определение климатически обеспеченной урожайности(КОУ).

Определение КОУ по ресурсам влаги (КОУ w ) .Методика основана на определении соотношения количества влаги

Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

“Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К. А.Тимирязева”

(ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА К. А.Тимирязева)

Центральная научная библиотека им. Н. И.Железнова

Материалы к биобиблиографии деятелей

сельскохозяйственной науки и аграрного образования

ИВАН СЕМЁНОВИЧ

ШАТИЛОВ

УДК 016: 633/635 (092)

Редакционая коллегия:

В. М.Баутин – председатель, член-корреспондент РАСХН; Р. Ф. Байбеков, профессор; Г. И.Баздырев, профессор; А. В.Захаренко, -корреспондент РАСХН; Р. Г.Ахметов, профессор; В. Д.Наумов, профессор; Г. М.Орлов, профессор; Е. И.Кошкин, профессор; А. А.Дручек, доцент; Н. В.Дунаева, канд. пед. наук; А. М. Гатаулин, член-корреспондент РАСХН; В. И.Кирюшин, академик РАСХН; Н. Н.Третьяков, член-корреспондент РАСХН.

Иван Семёнович Шатилов / Сост. Г.А. Макаренко; Авт. вступ. ст.: В. М. Баутин, Г. Г.Гатаулина, Н. С.Архангельский, Н. В.Дунаева – М.,2007 – с. – (Материалы к биобиблиогр. деятелей с.-х. науки и аграр. образования / ЦНБ РГАУ-МСХА им. К. А.Тимирязева).

Иван Семёнович Шатилов –видный учёный в области биологии и технологии возделывания сельскохозяйственных культур. В 1999 году Международным биографическим центром в Кембридже (Англия) Шатилов И. С. был включён в число 130 выдающихся исследователей .

Ivan Semenoviсh Shatilov was famous scientific specialist in the biology and technology

of the grown agricultural crops. In 1999 International biographical centre in Cambridge was to include I. S. Shatilov in 130 number outstanding researcher of the peace

о жизни и деятельности

Ивана Семеновича Шатилова.

Иван Семенович Шатилов – выдающийся российский естествоиспытатель, видный ученый в области биологии и технологии возделывания сельскохозяйственных культур, вошедший в перечень выдающихся исследователей двадцатого столетия.

Иван Семенович Шатилов родился 19 января 1917 года в крестьянской семье в селе Махровка Борисоглебского района Воронежской области. С малых лет Иван Семенович воспитывался в семье деда, который усыновил его, дав ему свои фамилию и отчество. Дедушка, Семён Дмитриевич и бабушка, Василиса Ефремовна, были абсолютно неграмотными, но очень добрыми и трудолюбивыми людьми. трудились от зори до зори, не гнушаясь никакой работы: Семен Дмитриевич плотничал в Борисоглебске и в Москве, Василиса Ефремовна вела домашнее хозяйство. Детство Вани проходило в работе на небольшом приусадебном земельном участке, в помощи по хозяйству, в постоянном контакте с природой, в общем с раннего возраста он был приучен к тяжелому крестьянскому труду.

В 1929 году Иван Шатилов окончил начальную школу, в 1934 году – Махровскую школу крестьянской молодежи. Далее учеба в Урюпинском сельскохозяйственном техникуме, который Иван Шатилов окончил в 1938 году., где был лучшим учеником. Трудовая деятельность Ивана Семеновича началась после окончания техникума в должности участкового агронома МТС, а затем в должности агронома Урюпинского сортоиспытательного участка, где и проявились его незаурядные способности. Поэтому в 1938 году его отпустили поступать в Тимирязевскую сельскохозяйственную академию. Он с успехом сдал все экзамены и был зачислен на агрономический факультет.

Однако в 1941 году учеба прервалась – началась Великая Отечественная . 30 июня большой студенческий отряд Академии был направлен на строительство оборонительных сооружений под Ельню, среди которых был и студент 4-го курса И. Шатилов. В октябре 1941 года Иван Семенович был зачислен в противотанковый истребительный батальон, который вошел в состав 5-ой дивизии, а затем рядовой Шатилов становится минометчиком 158-й дивизии, которая вела кровопролитные бои под Смоленском. После Смоленска Семенович принимал участие в героической обороне Москвы. Затем он сражался на Калининском фронте, был участником прорыва глубоко эшелонированной обороны противника. Ивану Семеновичу было свойственно юношеское бесстрашие, например, он одним из первых бросился на знамя полка фашистских захватчиков, первым ворвался в штаб немецкой дивизии, где были захвачены весьма ценные документы и таких эпизодов было немало. Начинал войну Семёнович рядовым, а закончил старшим сержантом.

В январе 1943 года по приказу главнокомандующего в числе многих студентов-старшекурсников И. С.Шатилов вернулся с фронта на 4-й курс агрономического факультета для продолжения учебы. В 1944 году И. С.Шатилов с отличием окончив Тимирязевку, был зачислен в аспирантуру при кафедре растениеводства. На формирование его научного мировоззрения оказывало влияние постоянное общение и работа под руководством выдающихся ученых, таких как академик И. В.Якушкин, который был его научным руководителем; обладавший энциклопедическими познаниями, выдающийся практик профессор В. А.Харченко, который долгое время был консультантом Министра сельского хозяйства Бенедиктова И. А.; профессора И. С.Шулов и В. Н.Степанов; опытнейший методист доцент А. Н.Троицкий, и многие другие. Под руководством И. В.Якушкина И. С.Шатиловым были выполнены оригинальные исследования с использованием меченых атомов.

В 1947 году И. С.Шатилов успешно защитил диссертационную работа на соискание степени кандидата сельскохозяйственных наук по теме: «Сравнение полевых травосмесей».

Талант И. С.Шатилова многогранно раскрылся в научной, педагогической, общественной деятельностью, которая неразрывно была связана с любимой кафедрой растениеводства Тимирязевской сельскохозяйственной академии. Завидная и редко встречающаяся преданность своей alma mater.

В Иване Семеновиче наилучшим образом сочетались природные дарования, широта кругозора, профессиональное мастерство, неустанный труд и чуткое к людям.

Научная деятельность Ивана Семеновича началась и долгие годы была связана с изучения биологии многолетних трав и разработкой технологии их возделывания. В течение 1948-1964 гг. им был опубликован ряд научных работ, посвященных биологическим и агротехническим основам полевого травосеяния, в которых Иван Семенович развивал В. Р.Вильямса. В круг интересов И. С.Шатилова входили такие проблемы, как различие между травопольной голландской системой земледелия и многовариантным полевым травостоем, так необходимым во всех почвенно-климатических зонах России, и позволявшим сохранять почвенное плодородие. Закладывая опыты по изучению биологии и технологии возделывания клевера красного, как модельной культуры, И. С.Шатилов был последователем К. А.Тимирязева, и продолжателем исследований академика П. И.Лисицина и профессора А. М.Дмитриева, в работах которых сочетались задачи полевого кормопроизводства и экологии сельского хозяйства. Агротехнику клевера красного и других полевых культур И. С.Шатилов тесным образом увязывал с физиологией, биохимией и генетикой, что и было новаторством в растениеводстве. этом свидетельствует тематика публикаций Ивана Семеновича в данный период его научной деятельности: зимостойкость и морозостойкость клевера красного в зависимости от возраста, удобрений, продолжительности засухи; теневыносливость; питательных веществ; фотосинтез клевера и других многолетних трав. Итогом его длительных исследований явилась блестяще защищенная в 1968 году докторская диссертация и монография «Биологические основы полевого травосеяния в Центральном районе Нечерноземной зоны», которая была признана одной из лучших.

И. С.Шатилов – основоположник целого научного направления – теории программирования урожаев сельскохозяйственных культур. Исследования в области биологии и физиологии растений убедили его в необходимости проведения таких исследований в растениеводстве, на основе которых возможно моделирование и управление продукционным процессом. Он подчеркивал, что физиология растений является теоретической основой растениеводства и что в наше время фактически создается новое направление – частная физиология полевых культур. Он был глубоко убежден, что без знаний конкретных параметров по всем физиологическим режимам (с поправками на особенности разных генотипов и условий среды) невозможно заниматься программированием урожаев. Он уделял особое внимание количественной теории фотосинтеза, разработкой которой занимались его ученики на разных культурах. руководством И. С.Шатилова была осуществлена серия исследований, в которых изучалось потребление элементов минерального питания и фотосинтетическая растений в процессе вегетации у различных полевых культур. Были установлены основные физиологические параметры развития растений в посевах в динамике и их роль в формировании высокого урожая. Последовательно, проверяя и развивая идею программирования урожайности полевых культур, он выработал принципы программирования урожайности и создал формулу программирования урожайности.

Еще одна особенность Ивана Семеновича – он умело сочетал новые научные тенденции с традициями научной школы Тимирязевки и доводил новые тенденции в технологии до внедрения в производство. Так, по инициативе И. С.Шатилова, в 71-й области Российской Федерации в производстве применялись новые технологические принципы при выращивании зерновых, кормовых, картофеля и других культур. Эти принципы были изложены в статье “Принципы программирования урожайности”, опубликованной в журнале “Вестник сельскохозяйственной науки” за 1973 год. В 1980 году в соавторстве с А. Ф.Чудновским была опубликована монография “Агрофизические, агрометеорологические и агротехнические основы программирования урожая”.

И. С.Шатилов отмечал, что пятьдесят процентов научной и практической информации в сельском хозяйстве дают высшие учебные заведения, что в этом отношении они “на равных” с научно-исследовательскими институтами, где довлеет “план”, тогда как профессорско-преподавательский состав вузов всех странах, работая по свободно избранной тематике, в многолетней работе находит свои оригинальные подходы к решению важных проблем. “Исследуя – учим» – любил он цитировать И. А.Стебута.

Новый этап в развитии научных исследований И. С.Шатилова связан с балансовыми опытами на полевых культур в севообороте, которые были заложены на экспериментальной базе учхоза “Михайловское” Московской области. Фактически был организован , на котором велись круглосуточные наблюдения за газообменом, водообменом, ростом и другими параметрами растений. «Наша лаборатория – говорил И. С.Шатилов, – это прообраз системы участков контроля за ходом формирования урожая всей страны. От программирования к управлению урожаем через инструментальный мониторинг продукционного процесса при непрерывной регистрации основных жизненных функций». Иван Семенович вместе с сотрудниками проводил в полевых условиях многолетние комплексные исследования с применением современного оборудования, в том числе лазерной и электронно-вычислительной техники. Его ближайшими соратниками в проведении балансовых опытов на полигоне в «Михайловском» на протяжении многих лет были А. Г.Замараев и Г. В.Чаповская. В результате уникальных исследований был изучен радиационный режим и использование солнечной энергии посевами полевых культур, были установлены: фотосинтеза дыхания растения в целом, так и его отдельных органов в полевых условиях, а также суммарное водопотребление и растений, поверхностный и инфильтрация. По мере накопления и анализа экспериментальных данных был установлен баланс азота, а также баланс других элементов минерального питания в севообороте на дерново-подзолистой почве. Вместе с соавторами Иван Семенович опубликовал серию статей, в которых были представлены математические модели минерального питания, фотосинтетической деятельности полевых культур, влагооборота растений в севооборотах интенсивного типа. Исследования велись на стыке ряда наук: общей биологии, физиологии растений, метеорологии, биофизики, растениеводства, т. е. на острие научных и производственных приоритетов. Фактически на этом полигоне день и ночь «шло сражение за истину в науке, за поиск новых путей подъема и развития сельского хозяйства России». Результаты балансовых полевых опытов стали научной основой теории повышения продуктивности и экологической устойчивости агроландшафтных систем.

И. С.Шатилов создал замечательную научную школу. Под его руководством было защищено 55 кандидатских и 10 докторских диссертаций. Значительно большему количеству ученых он помог своими советами, глубоко вникая в суть исследуемых вопросов. Иван Семенович активно поддерживал молодых ученых и особенно перспективные исследования, независимо от местонахождения того или иного исследователя.

Иван Семенович Шатилов был не просто прекрасным педагогом, а обладал особым педагогическим даром. Его имя вписано в Золотую книгу лучших лекторов академии. Ясность мышления и речи проявлялись в его лекциях, которые он, как и Д. Н.Прянишников, продумывал и строил с учетом состава слушателей. Цикл своих лекций он постоянно совершенствовал, систематически включая в них новый материал. В конце каждой лекции оставлял по 5-10 минут для ответов на вопросы и уточнения основных положений излагаемой темы.

Его лекции отличались насыщенным содержанием. В них всегда делался особый упор на теоретические основы растениеводства, приводились убедительные научные данные. Студенты слушали его с таким вниманием, как будто то, что он излагал, было для каждого из них жизненно необходимым и особо важным. Иван Семенович на лекциях никогда не пользовался записями, за исключением тех случаев, когда нужно было процитировать какого-либо автора или изложить цифровые данные для научных журналов. На лекциях семинарских занятиях Иван Семенович часто ставил студентов перед определенной производственной ситуацией и обычно задавал вопрос: «Как должен поступить грамотный агроном? ». Будущие агрономы активно включались в обсуждение. Иван Семенович внимательно выслушивал каждого и затем тщательно разбирал, к каким последствиям привело бы то или иное решение и почему.

2. Программирование урожайности и принципы программирования урожайности

картофель урожайность удобрение

Академик ВАСХНИЛ И. С. Шатилов дал следующее определение этому направлению в агрономической науке.

Программирование урожаев - это разработка комплекса взаимосвязанных мероприятий, своевременное и качественное выполнение которых обеспечивает получение предельно возможной урожайности сельскохозяйственных культур заданного качества. При этом ход формирования урожаев предопределяется программой, составленной заранее с учетом почвенно-климатических условий района и биологических особенностей растений. В установленной последовательности и в оптимальные сроки применяют агроприемы, необходимые для достижения на каждом этапе предусмотренных количественных и качественных показателей роста, развития растений и продуктивности агрофитоценозов. Программирование урожаев предусматривает также корректировку хода формирования фитоценоза по этапам органогенеза растений на основании оперативно получаемой информации.

Отсутствие ГОСТ послужило причиной возникновения и других определений и. самое главное, отождествления программирования, прогнозирования и планирования. Собственно программирование стали называть ресурсным.

Цели и задачи, стоящие перед программированием, позволяют дать такое определение. Программирование урожаев - это определение продуктивности земли по почвенно-климатическим ресурсам и разработка интенсивных технологий возделывания, обеспечивающих наиболее полное использование генетического потенциала сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

Следовательно, программирование урожаев предусматривает полную реализацию потенциальной продуктивности сорта при оптимизации основных факторов жизнедеятельности растений в регулируемом земледелии и рациональное использование ресурсов климата и почв при условии лимитирования продуктивности посевов каким-нибудь фактором.

Прогнозирование урожаев - это научно обоснованное предсказание продуктивности сельскохозяйственных культур на ряд лет или на перспективу. При использовании метода корреляционно-регрессионного анализа в прогнозировании урожаев пользуются линейной формой уравнения

У = а + bx

где у - средний урожай, ц с 1 га; а - свободный член уравнения; Ь - коэффициент регрессии; х - фактор времени.

Уравнение предусматривает ежегодный прирост урожайности в зависимости от различных почвенно-климатических факторов, доз удобрений, способов и глубины обработки почвы и т. д.

Многолетние экспериментальные исследования и обобщение результатов работ по фотосинтезу, минеральному питанию, водному режиму, продуктивности культурных растений, использованию посевами фотосинтетически активной радиации (ФАР) позволили академику ВАСХНИЛ И. С. Шатилову обосновать экологические, биологические и агротехнические условия программирования урожаев. Им предложено десять принципов программирования.

Первые пять принципов предназначены для определения величины возможного урожая на основе следующих факторов:

1) прихода ФАР и использования ее посевами;

2) биоклиматических показателей;

3) влагообеспеченности посевов;

4) фотосинтетического потенциала посевов;

5) потенциальных способностей культуры, агрофитоценоза и набора культур в пожнивных и поукосных посевах.

Остальные принципы составляют технологическую схему программированного возделывания культур:

6) разработка системы удобрения с учетом эффективного плодородия почвы и потребности растений в питательных элементах, обеспечивающих получение запрограммированного урожая высокого качества;

7) разработка комплекса агротехнических мероприятий для каждой культуры, направленных на получение запрограммированных урожаев;

8) всесторонний учет и правильное применение основных законов и закономерностей земледелия и растениеводства;

9) разработка конкретных мер по борьбе с болезнями и вредителями растений;

10) использование ЭВМ для определения оптимального варианта агротехнических комплексов, обеспечивающих получение высокого урожая.

Получение высоких, заранее рассчитанных урожаев- новый шаг в агрономической науке. Всесторонний учет всех факторов, определяющих уровень урожайности, позволяет подойти с научных позиций к получению высоких урожаев с одновременный ростом плодородия почв. Повышение культуры земледелия, выведение качественно новых сортов, разработка интенсивных технологий возделывания полевых культур и другие достижения в области агрономической науки, а также накопление исходных данных о взаимосвязи с различными факторами роста и развития растений позволили сформулировать новые принципы программирования урожаев: физиологические, биологические, агрохимические, агрофизические, агрометеорологические и агротехнические. Такое разделение несколько условно, но эти принципы широко применяются в решении задачи практического программирования урожаев специалистами различных отраслей агрономической науки и смежных с ней наук

3. Принципы программирования урожая

3.1 Определение потенциальной урожайности по ФАР

К принципам программирования урожая относится комплекс взаимосвязанных мероприятий, своевременное и качественное выполнение которых обеспечивает получение расчетного урожая с известной вероятностью при одновременном повышении плодородия почвы и учёте требований охраны окружающей среды.

Программирование осуществляется в два этапа:

1. разработка обоснованной программы получения расчетного урожая;

2. реализация программы с точным выполнением запланированных мероприятий.

Первым из расчётов является определение потенциальной урожайности по ФАР: Ничипоровича и Тооминга.

ПУ=, где

Сумма ФАР за период вегетации изучаемой культуры, выраженная в кДж приходящая на 1 см2

q – это количество энергии необходимая для создания 1 кг абсолютно сухого вещества

KQ – коэффициент использования ФАР

102 – перевод в проценты

103 – перевод в тонны

108 – перевод в килограммы

Уст =, где

Уст – урожай товарной продукции при стандартной влажности

- сумма частей то есть количества зерна + солома 1: 1,5 = 2,5

С – стандартная влажность

ПУ=, где

Km – это доля основной продукции к общему урожаю при стандартной влажности

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 .

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 .

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 .

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 .

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 .

Методика расчетаПУ по приходу ФАР и коэффициенту ее использования предложена проф. А. А.Ничипоровичем:

Расчет ПУ по использованию ФАР среднего уровня:

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:

С – сумма составляющих урожая (зерно + солома);

В ст – стандартная влажность.

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:

т/га или 51,5 ц/га,

КОУw – климатически обеспеченная урожайность основной продукции при стандартной влажности, т/га;

Wмс– влажность метрового 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.

Определение климатически обеспеченной урожайности по ресурсам тепла (КОУ t°)

Методика расчетов базируется на предварительном определении биоклиматического потенциала продуктивности (БКП) и вычисляется по следующей формуле:

∑t°›10° – сумма активных температур в регионе;

1000° – сумма температур на северной границе земледелия.

Из этого следует:

52,9 × 1,15 = 60,8 ц/га.

- 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

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:

Бп – бонитет почвы, балл;

ЦБ – цена балла пашни;

К – поправочный коэффициент к цене балла на агрохимические свойства почвы.

Действительно возможная урожайность при интенсивной технологии возделывания:

ДВУ = 37 * 52 * 0,89 = 1712 т/га или 17,1 ц/га.

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:

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:

Пуд = 100 – Бп

Пуд = 100 – 37 = 63

Программируемая урожайность при интенсивной технологии возделывания:

Прибавка урожайности от удобрений Таблица 3

В данном разделе мы познакомились с основными методами программирования урожайности и убедились что:

Потенциальная урожайность (ПУ) – предельно возможный уровень урожайности (он лимитируется приходом ФАР, КПД, биологическими особенностями культуры), который составляет 172 ц/га, ПУ хозяйственно ценной части урожая находится в пределах 80 ц/га;

Климатически обеспеченная урожайность (КОУ) – урожайность, которая может быть получена в конкретных климатических условиях (лимитируется КОУ элементами климата и погодой), которая составляет 62,3 ц/га;

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), и составляет: при обычной технологии возделывания 17,8 ц/га, а при интенсивной – 23,1 ц/га;

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); этот показатель в нашем случае будет равным при возделывании по обычной технологии 40,0 ц/га, а при интенсивной – 51,3 ц/га.

Академик ВАСХНИЛ И. С. Шатилов дал следующее определение этому направлению в агрономической науке.

где у - средний урожай, ц с 1 га;

а - свободный член уравнения;

b - коэффициент регрессии;

х - фактор времени.