Харченко О.В. Основи програмування врожаїв сільськогосподарських культур

Подождите немного. Документ загружается.

Приклад 5.6. Запрограмований урожай озимої пшениці

(ПрУ) складає 50,0 ц/га. Визначити очікуваний урожай при

лімітуючій дії всіх раніше вказаних факторів (П

= 137,5-

117,5%, П

= 100,1-95,6%, П

= 75%, П

= 108,1-97,6%,

от

= 84,8-79,6%).

_ 1137,5 100,1 75 108,1 84,8

ПРУЧ

= 50Х

ІЖ

Ш 1¥

= 50x0,986 = 49,3, ц/га;

/117,7 95^6 75 97^6 79^6

ПРУ°-. = 50Х,(—х —х —х —=

= 50x0,90 = 45,0, ц/га.

Отже, урожай озимої пшениці, який очікується, з ура-

хуванням лімітуючої дії всіх факторів складе 49,3-45,0 ц/га

при запрограмованому 50,0 ц/га.

Аналіз даних впливу лімітуючих факторів показує, що

найбільш істотні втрати врожаю викликають фізичні (75%)

та організаційно-технологічні (84,8-79,6%) фактори. Якщо за-

безпечити оптимальну щільність ґрунту (ОМ

< ОМ

ор1

= 1,20

т/м

), а значить, створити оптимальні умови за фізичним фак-

тором (П

=100%) і якісно та своєчасно виконати всі

технологічні операції (П

от

=100%), то очікуваний урожай скла-

де 55,2-51,2 ц/га.

Таким чином, ще перед посівом, на стадії програму-

вання, можна і необхідно визначитися з доцільністю прове-

дення чи ігнорування тієї чи іншої операції або заходу і

прийняти зважене рішення, знаючи його кількісний вплив

на кінцевий результат.

Питання для самоперевірки і контролю

1. Що таке лімітуючі фактори, які вони бувають і як

впливають на урожай?

2. Особливість та складність визначення впливу біологіч-

них лімітуючих факторів на продуктивність культури.

3. Що таке організаційно-технологічні лімітуючі фактори

та їх зв'язок з технологією вирощування сільськогоспо-

дарської культури.

4. Проведіть аналіз технології вирощування однієї з куль-

тур у вашому господарстві, визначіть лімітуючі фактори і

встановіть їх вплив на урожайність культури.

109

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКО-

РИСТАННЯ ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ

ПРИ ВИРОЩУВАННІ КОНКРЕТНОЇ

КУЛЬТУРИ

6.1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Особливе значення при програмуванні врожаю

сільськогосподарської культури має аналіз кінцевих резуль-

татів, що дозволяє оцінити повноту та ефективність викори-

стання ресурсів основних факторів росту рослин: ФАР, теп-

ла, вологи, природної родючості ґрунтів та внесених добрив.

Така оцінка можлива тільки після закінчення вегетаційного

періоду, обліку врожаю та характеристики погодних умов,

що склалися. У найбільш широкому розуміні вона, як пра-

вило, становить собою співвідношення фактичної

продуктивності до можливої. Слід зазначити, що такий аналіз

може бути виконаний як для оцінки виробничого посіву,

так і при інтерпретації варіантів дослідних даних.

Зрозуміло, що при вирішенні цього питання можлива

різна глибина аналізу, необхідність чого визначається в кож-

ному конкретному випадку. Нижче розглянуто приклади за-

гальної оцінки ефективності використання ресурсів, а також

пропонуються можливі шляхи більш детального аналізу того

чи іншого питання.

При цьому слід пам'ятати, що показник фактичної реа-

лізації ресурсу може бути як меншим, так і більшим за 100%,

а сам він є синонімом рівня агротехніки (див. розділ 4.4). При

цьому в першому випадку рівень агротехніки оцінюється як

нижчий за середній і виникає необхідність встановлення при-

чин неповної реалізації того чи іншого фактора. У другому -

мова може йти як про неповне врахування того чи іншого

фактора (у цьому разі необхідне його уточнення), так і про

оцінку існуючого рівня агротехніки як високого.

110

6.2. ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ

ФОТОСИНТЕТИЧНОЇ АКТИВНОЇ РАДІАЦІЇ

Маючи фактично одержаний виробничий чи дослідний

урожай (У

), можна визначити фактичне значення коефі-

цієнта використання ФАР (К

0Ф

). Цю величину попередньо

одержують або з графіка (рис. 3.1), або із залежності 3.3.

При цьому слід пам'ятати, що значення ФАР в попередніх

розрахунках було взяте як середнє багаторічне.

Якщо виникає необхідність більш точного визначення

коефіцієнта використання ФАР, то необхідне визначення

фактичної її величини (<З

) або безпосередньо на полі [3],

або ця величина може бути взята з найближчої актиномет-

ричної станції чи визначена по залежності (3.4). У подаль-

шому з відомих залежностей визначають фактичне значен-

ня коефіцієнта використання ФАР.

Приклад 6.1. В умовах 1996 року фактичний урожай

ярого ячменю стандартної вологості на виробничих посівах

склав 27,3 ц/га. Необхідно визначити коефіцієнт викорис-

тання ФАР.

З деяким наближенням з рис. 3.1 маємо, що фактичне

його значення (К

) становило близько 1,05%. При більш де-

тальному розгляді необхідно відзначити, що сходи ячме-

ню відмічені 1 травня, повна стиглість - 29 липня, а фак-

тична кількість ФАР за цей період склала 73,84 х 10

кДж/га.

Із залежності 3.3 маємо:

_ У хСх(і00 - УУ)ха

,ф-

_ 2,73 х 16,76 х 10" х (100 - 14)х 2,1 _

1 х

73,84 хЮ

Звичайно, з урахуванням підземної частини біомаси

(уточненим є значення коефіцієнта а) результати розрахунків

будуть істотно відрізнятися.

6.3. ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ

РЕСУРСІВ ВОЛОГИ

Вивчення цього питання є більш складним, бо може

мати досить різну глибину аналізу.

Так, у першому наближенні в найбільш спрощеному

варіанті за аналогією з розділом 3 (п. 3.2) визначають

111

кількість вологи, яка була «запропонована» культурі в кон-

кретному вегетаційному періоді. Після цього встановлюють

вірогідність цих умов, можливий урожай, коефіцієнт сумар-

ного водоспоживання (фактичний і можливий), ефективність

використання ресурсів вологи.

Приклад 6.2. На кінець третьої декади квітня початкові

запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на полі,

зайнятому посівами ярого ячменю, складали 172 мм (ВН).

За вегетаційний період (1.05-29.07) в 1996 році випало 215 мм

атмосферних опадів (А). Отже, кількість запропонованої про-

дуктивної вологи (ПВ) становила:

ПВ = ВН + цхА = 172 + 0,7x215 = 322,0, мм.

Із графіка (рис. 3.4) маємо, що вірогідність цих умов

була близько 45%, що характеризує їх як близькі до середніх.

Із формули 3.9 встановлюємо, що така кількість про-

дуктивної вологи могла б забезпечити урожай ярого ячменю

в розмірі:

КУ -

_ 264 .

;

КУв

(382-322)

= 4

Т/Га

Коефіцієнт сумарного водоспоживання мав був бути:

_ Е 322

"шГ"М

=73,2

ММ/Т

Однак при фактичному врожаї 2,73 т/га (У

) фактична

ефективність використання вологи виявилася значно ниж-

чою і коефіцієнт сумарного водоспоживання склав:

„ Е 322 ,

ЧГГЛ

Кеф =

юГ

= И7

мм/т

Ефективність використання вологи як природного ре-

сурсу в даному разі становить:

У 9 7Я

= —7- Х 100 = — хЮО = 62,0% .

КУ

4,4

При цьому в першому наближенні розрахунки можна

вважати закінченими.

Для більш детального вивчення цього питання необхідно

встановити фактичну кількість використаної культурою во-

логи. Ця величина може бути визначена із залежності:

ПВ

= ВН + цхА - ВК, мм, (6.1)

112

де ВК - продуктивна волога в метровому шарі ґрунту на

період визрівання культури, мм.

Приклад 6.3. В розглянутому вище прикладі на 29 лип-

ня продуктивна волога в метровому шарі ґрунту становила

21 мм (ВК). У цьому випадку маємо:

ПВ

= 172 + 0,7X215 - 21 = 301, мм.

Урожай, який міг бути сформований за рахунок цієї

кількості вологи:

ку

рігщ

= 3

•

т/га

У даному разі коефіцієнт сумарного водоспоживання

міг бути:

=-^ = 92,3, мм/т.

3,26

Фактично ця величина була:

га

, = — = 110,3 , мм/т.

2,73

Ефективність використання вологи як природного ре-

сурсу:

2 73

р = ±і!£х100 = 83,4%

3,26

З іншого боку, для формування фактичного врожаю 2,73

т/га (У

), згідно із залежністю 3.7, необхідна кількість вологи

складала 285 мм. Таким чином, фактичне значення коефіцієнта

використання опадів згідно із залежністю 3.13, буде:

285-172

= = 0,526 .

215

Отже, якщо ресурси вологи в цілому в умовах 1996

року були використані на 83,4%, то атмосферні опади -

тільки на 52,6%.

При цьому необхідно ще раз підкреслити, що коефіцієнт

ц відбиває не тільки ту частину атмосферних опадів, яка

залишилась у метровому шарі ґрунту впродовж вегетаційного

періоду, але й рівномірність їх випадання та ступінь вико-

ристання культурою. Зрозуміло, що із збільшенням фактич-

ного врожаю значення цього коефіцієнта збільшується.

113

Крім того, враховуючи, що фактичний урожай (У

= 27,3 ц/га) істотно менше можливого за ресурсами вологи

(КУ

= 32,6 ц/га), доцільно розглянути забезпеченість культу-

ри вологою протягом усього вегетаційного періоду. Метою та-

кого аналізу є встановлення достатності забезпечення культу-

ри вологою протягом всього періоду вегетації і особливо

відповідність фактичного водного режиму ґрунту до необхідного

у критичні фази розвитку культури. Це в свою чергу деякою

мірою дозволить визначитися з тим, чи могла існуюча в конк-

ретному році рівномірність природного зволоження вплинути

на недоодержання врожаю в кількості 5,3 ц/га (32,6-27,3).

Відомо, що кожна культура характеризується критич-

ними фазами розвитку щодо вологи, тобто недостатня кіль-

кість вологи в ці фази може істотно знижувати продук-

тивність культури.

Оптимальна вологість ґрунту частіш за все, як відомо,

знаходиться в межах між гранично-польовою (ГПВ), чи най-

меншою (НВ) вологоємкістю та мінімальною, яка для різних

культур та періодів їх розвитку залежно від механічного складу

ґрунтів знаходиться в межах 65-75% від НВ (див. табл. 1.1).

За даними багатьох авторів [13, 81, 47, 57 та інші],

найбільш відповідальними, або критичними, періодами роз-

витку деяких культур є:

зернові колосові - трубкування - колосіння;

кукурудза — цвітіння - молочна стиглість;

соняшник - утворення кошиків - цвітіння;

картопля - цвітіння - формування бульб;

цукровий буряк - листоутворення - ріст кореня;

багаторічні трави- після кожного укосу.

Фактична вологість ґрунту по декадах чи пентадах

вегетаційного періоду визначається, як правило, термоваго-

вим методом, що дає найбільш достовірні дані. З деяким

наближенням ці дані можуть бути одержані і одним із роз-

рахункових методів, який є найбільш відповідним для даної

зони [4, 11, 47, 13 та інші].

Приклад 6.4. Необхідно визначитися з динамікою

вологості метрового шару ґрунту під ярим ячменем, якщо

початкові запаси продуктивної вологи (на 1 травня) склада-

ли 172 мм, нижній поріг вологості ґрунту (В

тіп

) протягом

усієї вегетації - 75% від НВ і щодекадно термоваговим ме-

тодом визначалася фактична вологість.

Із табл. 10 (додаток) маємо, що в умовах МС Суми чор-

нозем потужний середньосуглинковий характеризується

114

вологістю зав'ядання (ВЗ) 134 мм, а продуктивна волога при

найменшій польовій вологоємкості становить 194 мм.

Звідси випливає, що верхня межа загальної вологості

(

ax)

УД

е:

В = 134 + 194 = 328, мм,

max

а нижня: В . = 0,75хВ = 0,75x328 = 246, мм.

mill шах '

Початковий запас загальної вологи визначається як:

ВЗ + ВН = 34 + 172 = 306 мм. Ця величина і є початковою

точкою відліку.

Зіставлення граничних і фактичних запасів вологи

доцільно проводити графічним способом (рис. 6.1).

Аналіз наведеного прикладу показує, що впродовж усьо-

го вегетаційного періоду в метровому шарі ґрунту продук-

тивна волога була присутня (В

> ВЗ), проте в критичний

період (трубкування-колосіння) мало місце зниження

вологості менше B

min

до 40 мм (В

< B

min

), що могло певною

мірою вплинути на кінцевий урожай.

Підсумовуючи, слід зазначити, що метровий шар ґрун-

ту є дещо загальним показником, тому в даному випадку

більш доцільним слід вважати розгляд динаміки вологи по

окремих шарах, або активного шару ґрунту. Зрозуміло, що

при цьому визначення фактичної вологості ґрунту може бути

тільки інструментальним (польовим).

400

В, мм

200

і : і

1 'І

. 1

Вф

1 1

\ 1

І " "

' 1

і - -

І -1-'

(

d d>

ä>

сЬ

112 13

11 2

3 11 2 1 3

травень червень 1 липень

ВЗ

Рис. 6.1. Приклад

зіставлення фактичних

запасів вологи в

метровому шарі

ґрунту (В

) з

граничними величинами

(В

тах

, В

пІп

, ВЗ). 1-3 лист; 2-трубкування; 3-колосіння;

4-молочна стиглість; 5-воскова

стиглість;

6-збирання

115

6.4. ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ

РЕСУРСІВ ТЕПЛА

При вивченні цього питання перш за все визначають суму

температур за період активної вегетації і згідно з відомими

залежностями (див. розділ 2) характеризують умови даного

року. Після цього визначають кліматично забезпечений за ре-

сурсами тепла (КУ) урожай культури та ефективність його

використання (Р^. Крім того, при відомих теплових умовах

> 10°С) і фактичному врожаї (У

) можна визначити фак-

тичний рівень культури землеробства (КЗ

). Якщо визначити

суму активних температур за період вегетації культури (ІД >

10"С

(ВЕГ)

) і зіставити її з сумою температур за період активної

вегетації, то можна визначити ступінь використання даною

культурою даного сорту теплового ресурсу (С ).

Для більш детального аналізу цього питання необхідно

зіставити фактичні температури з оптимальними впродовж

всього вегетаційного періоду (за аналогією з вологістю ґрун-

ту) і визначити можливий негативний вплив цього фактора

на урожайність культури.

Приклад 6.5. У 1996 році сума температур за активний

період вегетації >10°С) склала 2667°С. Із рис. 3.8 маємо,

що вірогідність умов оцінюється майже в 50%, що характе-

ризує їх як середні. Із рис. 3.9а при такій вірогідності мож-

ливий урожай ярого ячменю за ресурсами тепла (КУ

) міг

бути біля 72,0 ц/га.

Ефективність використання ресурсу тепла становила:

У 2 73

Р. = —— X100 = ——х 100 = 37,9%

КУ, 7,2

Коефіцієнт, який кількісно характеризує фактичний

рівень культури землеробства, при якій був одержаний уро-

жай 27,3 ц/га, становив (формула 3.27):

2 73

КЗ

= ——X10

= 1,02 т/га на 1000°С.

2667

За період вегетації ячменю (сівба - 24.04, визрівання -

29.07) сума активних температур (а > 10°С

(ВЕГ)

) склала 1648°С.

Ступінь використання ресурсів тепла ячменем у цьому році був:

X і > 10°С

(ВЕГ

ч 1648

. = -г^х 100 = ^^x100 = 61,8%.

Тобто в розглянутому прикладі ячмінь використав

тільки 61,8% тепла від реально існуючих ресурсів. Більш

повне використання ресурсів тепла можливе при вирощуванні

116

більш пізніх сортів, що збільшить використання тепла, а

значить, при достатності інших факторів, може дозволити

сформувати урожай більший за 27,3 ц/га. З іншого боку,

більш повне використання тепла можливе через вирощуван-

ня повторних посівів.

При даному ступені використання тепла (С

= 61,8%) в

цьому році при достатності всіх інших факторів і відсутності

лімітуючих можливий урожай ячменю міг скласти:

КУ. х С. 72,0x61,8 . . _ .

КУ,

= *- і- = — — = 44,5 , ц/га.

100 100

При цьому фактична ефективність використання теп-

лових ресурсів могла бути:

V 97 Я

1ІЬ

=^-х100 = - хЮО = 61,3%.

' КУ,,

44,5

Усі вищенаведені розрахунки однозначно вказують на

те, що ресурси тепла ніяк не могли бути лімітуючими в умо-

вах конкретного року.

6.5. ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ

РЕСУРСІВ ЖИВЛЕННЯ

Особливість визначень у цьому питанні полягає в тому,

що при відомому бонітеті ґрунту (або фактичному вмісті в

ньому основних елементів живлення) і внесеній кількості доб-

рив визначають можливий урожай, який можна одержати за

рахунок даного рівня живлення (У

). Після цього визнача-

ють ефективність використання даного ресурсу (Р

). При

необхідності можна розділити фактичний урожай на одержа-

ний за рахунок бонітету ґрунту і внесених добрив та визначи-

тися з фактичним значенням окупності як 1 бала бонітету,

так і мінеральних чи органічних добрив. Крім того, усі ці

дані дозволяють також розрахувати фактичний коефіцієнт ви-

користання поживних елементів із внесених добрив.

Приклад 6.6. Визначити ступінь реалізації рівня жив-

лення ярого ячменю, якщо бонітет поля складав 70 балів, а

мінеральних добрив внесено із розрахунку КІ

:Р

:К

З деяким наближенням (без урахування впливу попе-

редника) можлива врожайність за рахунок вказаного ресур-

су живлення (У

) складе 29,9 ц/га. При цьому за рахунок

природної родючості ґрунту - 23,1 ц/га (У

= 70 х 0,33), а за

рахунок внесених добрив - 6,8 ц/га (У

=1,35 х 5,0).

117

При фактичному врожаї 27,3 ц/га (У

) ступінь реалізації

ресурсу живлення буде:

V 27 3

= —2-х 100 = — ХІОО = 91,3%

29,9

Таким чином, якщо рівень живлення в даному році був

використаний на 91,3%, то з деяким наближенням можна

стверджувати, що обидві його складові (бонітет ґрунту і доб-

рива) теж були реалізовані на цю величину.

Тобто за рахунок бонітету було фактично одержано:

БФ

хр

* = 23,1X91,3

100 100

За рахунок внесених добрив:

_У

хР 6,8x91,3

ЛФ

= = = ц/га.

' 100 100

Фактична ціна 1 бала бонітету склала 0,30 ц/бал

(У

Вф

/Б = 21,1/70) при нормативній 0,33. Фактичний

коефіцієнт окупності мінеральних добрив був

4,6 ц/ц (У

Дф

/К

=6,2/1,35) при нормативному 5,0.

Якщо у врожаї міститься 2,50 кг/ц азоту, 1,09 кг/ц

фосфору і 1,75 кг/ц калію, то винос ним, як фактично одер-

жаним за рахунок добрив (АВ = 6,2 ц/га), складе: азоту -

15,5 кг; фосфору - 6,8 кг; калію - 10,8 кг.

Фактичний коефіцієнт використання елементів живлен-

ня із добрив буде:

Кд = ^г х 100 = ^ х 100 = 34,4% ;

Д* 45

Кд = ^хЮО = Мхюо = 15,1% ;

К-^хЮО^х 100 = 24,0% .

При цьому нормативні значення цих коефіцієнтів

відповідно складають 61, 19 і 63% (додаток, табл. 13). Така

велика невідповідність фактичних і нормативних значень

коефіцієнта використання елементів з добрив, з одного боку,

і достатньо висока ефективність внесених добрив (91,3%) - з

другого, може пояснюватися перш за все далеко не повною

відповідністю двох методів розрахунку (балансового та

окупності).

118