Харченко О.В. Основи програмування врожаїв сільськогосподарських культур

Подождите немного. Документ загружается.

Ефективність цих заходів кожного вегетаційного

періоду може бути різною не тільки кількісно, а й

функціонально, що вказує на доцільність експерименталь-

ного їх вивчення залежно як від умов природного зволо-

ження, так і від вірогідності такого зволоження.

У табл. 28 (додаток) дається перелік деяких таких

заходів та середній ефект їх застосування. Проте цей перелік

далеко не вичерпаний, а ефективність занадто узагальнена.

Розрахунок ефективності проведення того чи іншого

заходу полягає в тому, що його реалізація дозволяє одер-

жати якусь прибавку врожаю, а відсутність не викликає

ніякого зниження врожаю [57]. Це пояснюється тим, що

невтручання в існуючі гідротермічні умови в той же час

зберігає ті, які враховані при визначенні ресурсозабезпече-

ного врожаю.

(100 + П

100 + п

У,

100

100 + П

100

х 100, (5.1)

де П

- показник впливу усунення лімітуючого гідротер-

мічного фактора, %;

- можлива прибавка врожаю від проведення того чи

іншого заходу, %.

Приклад 5.1. Під озиму пшеницю проведено щілювання

(П

уі

= 10 - 25%), а також забезпечена ажурна конструкція

лісосмуги (П

10%).

З формули 5.1 маємо:

100 + 25 100 + 10

100

х 100 = 137,5% •

ГГПІІ!

'100 + 10 100 + 7

— х х 100 = 117,7%

100 100

Таким чином, ці два заходи залежно від фактичних

погодних умов можуть забезпечити підвищення врожаю на

37,5-17,7%.

5.3. ХІМІЧНІ ЛІМІТУЮЧІ ФАКТОРИ

Хімічний фактор обумовлюється хімічним складом

ґрунтового розчину, обмінно-увібраними катіонами, складом

та кількістю рухомих мікро- та макроелементів, лужно-кис-

лотною рівновагою середовища. Зрозуміло, що хімічний фак-

тор як лімітуючий враховується при бонітуванні ґрунтів і

може істотно знизити їх оцінку. Найбільш поширеними при-

чинами такого зниження є кислотність, засоленість,

солонцюватість. Нейтралізація, або навіть часткове послаб-

лення дії цих причин веде до підвищення бонітету ґрунту, а

значить, і врожаїв сільськогосподарських культур. Проте ця

нейтралізація в ряді випадків вимагає проведення окремих

заходів, які певною мірою є заходами довгострокової дії, тобто

заходами корінної зміни властивостей ґрунту (гіпсування,

вапнування).

Така причина, як нестача доступних форм мікро- та

макроелементів, може бути ліквідована протягом вегетацій-

ного періоду. Кількість такої нестачі, як вказувалось вище,

визначається запланованим врожаєм культури та наявністю

цих елементів у ґрунті. Необхідно зазначити, що якщо кіль-

кісна оцінка впливу макроелементів на урожай культури так

чи інакше відома, то для мікроелементів такі залежності

відсутні. Проте відомо, що ефективність основних

мікроелементів (бор, молібден, мідь, марганець, цинк та ко-

бальт) залежить від культури і ґрунтів. Наприклад, на луч-

но-чорноземних ґрунтах ефективним є внесення бору та мар-

ганцю [22]. Доцільність внесення мікроелементів у тій чи

іншій зоні (області) є питанням, достатньо вивченим якісно

(табл. 29, додаток).

Відомо також, що в засушливій зоні досить важливу

роль відіграє такий лімітуючий фактор, як засоленість

ґрунтів, вплив якого на продуктивність культури визначаєть-

ся як кількісним, так і якісним складом солей. В умовах

зрошення навіть за один вегетаційний період цей склад може

істотно змінюватися. Найбільш істотні зміни відбуваються

під посівами рису [95], що пояснюється специфічними умо-

вами його вирощування (наявність постійного шару води на

полі). Оскільки одним із основних і найбільш узагальнених

показників меліоративного стану рисового поля є вертикаль-

на фільтрація води, то зрозуміло, що її наявність істотно

впливає на склад солей у ґрунті. Це пояснює той факт, що

при її величині 2,0-4,0 мм/доб. істотно знижується вплив

засоленості ґрунтів на урожайність рису. При цьому існує

достатньо тісна залежність між врожаєм цієї культури і вер-

тикальною фільтрацією [72, 98]. Таким чином, при виро-

щуванні рису на засолених землях лімітуючим фактором

виступає перш за все величина вертикальної фільтрації води,

а не вихідний вміст солей.

100

У будь-якому випадку проблема засолених земель і

продуктивності сільськогосподарської культури є досить

складною і специфічною, що вимагає окремого спеціального

розгляду.

У практиці частіш за все розглядаються два випадки

усунення лімітуючої дії хімічного фактора: хімічні меліорації

(вапнування чи гіпсування) та балансування рівня живлен-

ня рослин макроелементами.

Як відомо, гіпсування проводять на солонцях та солон-

цюватих ґрунтах, що не тільки змінює їхні хімічні, а перш

за все покращує водно-фізичні властивості. Вапнування про-

водять на кислих ґрунтах, метою цього є оптимізація рН

середовища. Оптимальні значення рН для різних культур та

можливий ефект від проведення хімічних меліорацій наво-

дяться в табл. ЗО, 31, 32, 33 (додаток).

Принципи та методи розрахунку необхідних доз гіпсу

та вапна є в спеціальній літературі [3, 67], проте розрахун-

ки вапнування можуть бути дещо спрощеними (табл. 34,

додаток).

Вплив хімічного фактора на величину запрограмовано-

го врожаю визначається за умови, що проведення хімічної

меліорації забезпечує якусь прибавку врожаю, а нестача

якогось елемента живлення - втрати [57]:

П, =

100+ П, 100-п

100 100

100, %

(5.2)

де П

- показник впливу хімічного фактора на продуктив-

ність культури, %;

П - прибавка врожаю від проведення хімічної меліорації, %;

П - втрати врожаю від нестачі або недовнесення якогось

елемента живлення, %.

Втрати врожаю від невнесення або недовнесення яко-

гось елемента живлення можна визначити балансовим мето-

дом чи методом окупності (див. розділ 3).

Приклад 5.2. Визначити вплив лімітуючої дії хімічного

фактора на продуктивність озимої пшениці, якщо фактичне

значення рН складає 5,8 (рН

), а погодні умови не дозволи-

ли зробити одне підживлення азотом в дозі ЗО кг/га.

З табл. 31 (додаток) маємо, що оптимальне значення

рН для даної культури на легкосуглинистих ґрунтах скла-

дає 6,5. При зміні рН з 5,8 до 6,5 можлива прибавка вро-

жаю (П

) складе 5-10% (табл. 33, додаток). З табл. 34

101

(додаток) встановлюємо, що при зміні рН з 5,8 до 6,5 на цих

ґрунтах необхідна доза вапна (Д

) для підвищення рН на

кожну 0,1 його значення складає 0,91 т/га. Таким чином,

необхідна доза вапна складе:

Дсасоз= Юх(рН

орГ

рН

)хД = 10х(6,5 - 5,8)х0,91=6,4, т/га.

Втрати врожаю від недовнесення азоту (Д

= ЗО кг/га)

визначають балансовим методом по відомій залежності:

АУ =

ХК

" , ц/га,

100 хС

(5.3)

де К

- коефіцієнт використання азоту з добрив, % (К

= 49%);

- винос азоту врожаєм озимої пшениці, кг/ц (С

= 3,25 кг/ц).

30x49 ,

АУ - = 4,5 ц/га.

100x3,25

Якщо запрограмований урожай складав 50,0 ц/га (У

пр

то відносні втрати складуть:

П = ~х100 = ^хЮО = 9,0%

Уг

Таким чином, вплив хімічного фактора становить:

п„_. =

100 + 10 100-9,0

100

100 + 5

100

х 100 = 100,1% .

100-9

100

х 100 = 95,6%

Це показує, що прийняте в прикладі співвідношення

умов лімітуючої дії хімічного фактора або практично не

впливає на урожай (П = 0,1%), або може призвести до зни-

ження врожаю на 4,4%.

5.4. ФІЗИЧНІ ЛІМІТУЮЧІ ФАКТОРИ

Ці фактори зумовлюються гранулометричним складом

ґрунтів, щебенистістю та кам'янистістю орного шару; його

структурним складом та потужністю; шпарністю і щільністю

[53]. Якщо перші три характеристики є природними і вра-

ховуються при бонітуванні, то структура, шпарність (порис-

102

тість) і щільність кореневмісного шару ґрунту істотно

змінюється при інтенсифікації землеробства. Зрозуміло, що

основним показником фізичної характеристики ґрунтів є їх

щільність, яка визначає як загальну, так і капілярну шпару-

ватість (а значить, і водно-повітряний режим), кількість

водотривких агрегатів тощо.

Відомо, що для більшості сільськогосподарських куль-

тур оптимальна величина щільності ґрунтів, або значення

їх об'ємної маси (ОМ) становить 1,0-1,3 т/м

(табл. 35, дода-

ток), а при ОМ = 1,8-1,9 т/м

коренева система рослин прак-

тично не розвивається [6].

Кількісний вплив об'ємної маси ґрунту як фізичного

фактора на продуктивність сільськогосподарських культур

може бути визначений як [57]

ОМ

орі

-ОМ„ '

/о

де ОМ

, ОМ

орі

, ОМ

- об'ємна маса кореневмісного шару ґрун-

ту відповідно фактична, оптимальна і нормативна (табл.

35, 36, додаток). При ОМ < ОМ цей показник складає

100% [57].

Слід зазначити, що аналіз цієї залежності вказує на

досить великий можливий негативний вплив на врожайність

культури переущільнення ґрунту. Зрозуміло, що причиною

цього може бути власне прийнята технологія вирощування

культури. Тому мінімізація проходів по полю важких колі-

сних тракторів, що повинно бути закладено в технологію,

дозволить значною мірою позитивно впливати на оптимізацію

щільності ґрунту.

Приклад 5.3. При вирощуванні озимої пшениці на чор-

ноземах типових середньогумусних легкосуглинистих (ОМ

= 1,12 т/м

; ОМ

= 1,20 т/м

) фактична щільність ґрунту

складала 1,22 т/м^ (ОМ

). Визначимося зі впливом фізичного

фактора на продуктивність культури.

Із залежності 5.4 маємо:

= 100 -

1,22

1,20

х 100 = 75 %

1,20-1,12

Таким чином, при такому співвідношенні характерис-

тик щільності ґрунту втрати врожаю можуть скласти 25%

(100 - 75).

103

5.5. БІОЛОГІЧНІ ЛІМІТУЮЧІ ФАКТОРИ

Цей фактор змінює фізіологічні процеси в рослинах,

умови їх росту та розвитку під впливом інших біологічних

об'єктів (віруси, шкідники, бур'яни та ін.). Він є найбільш

консервативним, тому що істотно стримує інтенсифікацію

сільськогосподарського виробництва [57].

Лімітуюча дія біологічного фактора частіш за все про-

являється в таких умовах [57]: невідповідність ротації куль-

тур у сівозміні, нехтування сортозміною, збільшення вало-

вих зборів при зниженні якості продукції, забур'яненість

посівів, неефективний захист рослин від хвороб та шкідників,

неефективність або відсутність обробок біологічно активни-

ми речовинами тощо.

Складність кількісного визначення та неоднозначність дії

перших трьох причин пояснює те, що в практиці програму-

вання частіш за все враховують такі елементи впливу

біологічного фактора, як боротьба з бур'янами, захист від хво-

роб і шкідників, використання біологічно активних препаратів.

У загальному вигляді кількісний вплив лімітуючої дії

біологічного фактора (П

) на урожайність сільськогоспо-

дарської культури може бути визначений по залежності [57]

100±П, 100±п, 100±п ^

— X

100 100 " 100

х 100 %, (5.5)

де П

П„ П. - ефективність того чи іншого заходу від його

застосування (+), чи втрати врожаю від його незастосу-

вання (-), %.

Очевидно, що такий підхід до питання є не зовсім ко-

ректним. Якщо, наприклад, технологія вирощування картоплі

передбачає хімічний захист від колорадського жука, а саме

програмування не враховувало зниження врожаю від цього

шкідника, то наявність цього захисту ніяк не може збільшити

продуктивність посіву. Однак непроведення вказаного захис-

ту однозначно вказує на можливі втрати врожаю. Те ж саме

можна стверджувати і стосовно боротьби з хворобами та бур-

'янами. Виняток тут може складати тільки застосування

біологічно активних препаратів, і то лише в тому разі, якщо

ефект від них не передбачений технологією.

Зрозуміло, що ефективність застосування конкретного

заходу визначається конкретними умовами, які складаються

на конкретному полі, зайнятому тією чи іншою культурою.

Експериментальне визначення ефективності кожного із заходів

104

залежно від співвідношення умов дозволить конкретизувати

кількісний вплив лімітуючої дії біологічного фактора на

продуктивність культури.

Крім того, при розгляді цього питання необхідно перш

за все визначитися з доцільністю проведення того чи іншого

заходу, і лише після цього можна говорити про його

ефективність. Це питання досить обґрунтовано розглянуте

Ю.А. Злобіним [29] на прикладі забур'яненості посівів.Так,

він вважає за необхідне насамперед визначитися з порогами

шкідливості бур'яну. При цьому нижній поріг шкідливості

(НП) становить собою такий рівень забур'яненості, який

практично не впливає на врожай. Верхній поріг шкідливості

(ВП) - це така густота бур'яну, подальше збільшення якої

уже істотно не впливає на продуктивність культури, тобто в

цих умовах реалізуються якісь мінімальні генетичні

можливості сорту (рис. 5.1).

Пу, %

Рис. 5.1 Схема визначення впливу забур'яненості посіву (X)

на втрати врожаю (П ) [29]

Таким чином, виходячи з наведеного, можна стверджу-

вати, що робочою зоною впливу забур'яненості на

продуктивність культури є відрізок «аб» (рис. 5.1). Кількісний

зв'язок між втратами врожаю (П

, %) та густотою бур'янів

(X, шт./м

) між двома порогами шкідливості (відрізок аб)

можна описати прямою лінією:

= А х X + В, %, (5.6)

де А, В - емпіричні (експериментальні) коефіцієнти.

При цьому нижній поріг шкідливості з деяким набли-

женням може бути визначений як

105

ш1

= ^-,%. (5.7)

Коефіцієнт А становить собою крутизну нахилу лінії

«аб», або tg а.

Зрозуміло, що як Х

нп

, так і їй а є величинами, які

визначаються сільськогосподарською культурою, типом

забур'яненості та співвідношенням таких факторів, як во-

лога, тепло, живлення та густота посіву.

Імовірно, що аналогічним або близьким до описаного

може бути підхід і при визначенні впливу хвороб і шкідників

на урожайність культури. Однак, крім самої культури, виз-

начаючими факторами в цьому випадку є початкові, або

вихідні запаси личинок шкідників, пор грибів тощо та

конкретні погодні умови, які тією чи іншою мірою вплива-

ють на розвиток і розмноження шкідників та хвороб. У та-

кому разі доцільним буде звернення до агрометеорологічних

прогнозів появи хвороб та шкідників.

Так, наприклад, розвиток фітофтори на помідорах або

її інтенсивність (Ф

, %) може бути визначена за такою про-

гностичною залежністю [95].

= ОДбхА^ 0,15ХА

- 9,68хТ

- 14,30хТ

+ 493,52, %, (5.8)

де А , А, - сума атмосферних опадів відповідно за липень і

серпень, мм;

Т , Т

- середня місячна температура за липень і серпень, °С.

У подальшому при відомій чи встановленій залежності

втрат врожаю від цього фактора [П

= Ї(Ф

)] і при прогнозно-

му значенні інтенсивності розвитку фітофтори (Ф

) видаєть-

ся можливим визначити прогнозне значення втрат урожаю.

У будь-якому разі встановлення нижнього порогу

шкідливості не є остаточним рішенням про доцільність зас-

тосування пестицидів, адже цей поріг можна характеризу-

вати як біологічний. Однозначне рішення вимагає встанов-

лення так званого економічного порогу шкідливості. Суть

його полягає у визначенні такого рівня шкідливості (П

при якому вартість втраченого врожаю починає перевищу-

вати вартість витрат на застосування необхідних пестицидів.

Для проведення попередніх розрахунків лімітуючого впли-

ву біологічних факторів на продуктивність культури можна

користуватись середніми значеннями їх дії (табл. 37, додаток).

Приклад 5.4. При вирощуванні озимої пшениці не пла-

нується проведення хімічних заходів боротьби з бур'янами

106

(П

= -(6-7%)), проте планується застосування біологічно ак-

тивних речовин (П

= +(5-15%)). Визначити вплив цих умов

на урожайність культури.

Із залежності 5.5 маємо:

П,

'100 -6 100 +15

100

х 100 = 108,1 %;

^Бтіп

100-7 100 + 5

100

—

100

х 100 = 97,6% .

Вказане співвідношення заходів залежно від умов може

або підвищити урожайність озимої пшениці на 8,1%, або

навіть знизити її на 2,4%.

5.6. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНІ

ЛІМІТУЮЧІ ФАКТОРИ

Ці фактори відбивають цілий комплекс різних умов.

Основні причини лімітуючого впливу фактора на урожай такі:

використання малоефективних, морально застарілих машин,

механізмів, операцій та заходів; низька культура землероб-

ства, ігнорування або несвоєчасне, неякісне проведення ок-

ремих технологічних операцій, ігнорування мікрокліма-

тичних особливостей земель [57].

Не викликає сумніву, що застосування нової високо-

продуктивної техніки та технології дозволить при тих же

природних ресурсах істотно підвищити продуктивність куль-

тури. Зрозуміло, що в кожному конкретному випадку

необхідно кількісно визначити вплив того чи іншого заходу

на урожайність культури (П

Мікрокліматична неоднорідність території найбільш

істотно виражена в умовах пересіченої місцевості з перева-

жанням схилів більше 5° (додаток, табл. 38). Польові роботи

починають з південних та південно-західних схилів, а також

на полях з легкими за механічним складом, а значить, більш

теплими ґрунтами. Виходячи з біологічних особливостей

сільськогосподарських культур, вони розміщуються таким чи-

ном, щоб створити найбільш сприятливі умови для їх росту

та розвитку (додаток, табл. 39, 40).

Головною причиною втрат сільськогосподарської

продукції, які найчастіше зустрічаються в існуючих умовах і

тією чи іншою мірою можуть вважатися вивченим кількісним

впливом на урожайність, є низька культура землеробства:

107

несвоєчасне, неякісне виконання окремих технологічних

операцій або навіть порушення технології вирощування куль-

тури. Середні дані про втрати врожаю від непроведения або

запізнення з проведенням окремих операцій представлено в

табл. 41 (додаток).

Визначення недобору продукції рослинництва від не-

проведения або запізнення з виконанням окремих техно-

логічних прийомів визначається по залежності [57].

П„

100-п,

100

100-п

100

Х...Х

100 -J^

100

х100%, (5.9)

де П

от

- показник впливу організаційно-технологічного фак-

тора на запрограмований урожай, %;

,... П. - втрати врожаю від непроведення чи запізнення

з проведенням окремих технологічних операцій, %.

Приклад 5.5. При вирощуванні озимої пшениці не було

проведено лущіння стерні (П

}

= 5-6%) та передпосівної

культивації ґрунту (П

= 5-8%), посів проведено пізніше оп-

тимального строку (П

= 6-8%). Вплив такого порушення

технології складе:

100 -5 100 -

100 100

5 100-6

100

х 100 = 84,8% ;

100 -6 100-8 100-8

х X

100 100 100

х 100 = 79,6% .

Таким чином, втрати врожаю за умови такого порушен-

ня технології залежно від співвідношення різних факторів

складуть 15,2-20,4%.

5.7. КОМПЛЕКСНЕ ВРАХУВАННЯ

ЛІМІТУЮЧИХ ФАКТОРІВ

В.Д. Муха та інші [57] пропонують враховувати комп-

лексний вплив всіх лімітуючих факторів по залежності:

ПрУо = ПрУ<

П.

П,

П, П,

100 100 100 100 100

запрограмований урожай, ц/га;

, ц/га, (5.10)

де ПрУ

ПрУо - величина запрограмованого врожаю, яка очікується,

ц/га.

108