Харченко О.В. Основи програмування врожаїв сільськогосподарських культур

2 1 +

Т х К х а • (9.32)

ср

Приклад 9.5. Якщо в умовах МС Суми в червні А

= 70,6 мм, с1

= 8,4 мб, а для кормового буряку в цей період

К = 0,360 мм/мб, то маємо:

2 = 1 +

= 1,78

30 х 0,36 х 8,4

Тобто, якщо в цей період розрахункова поливна норма

(т) складає 50 мм, то рекомендувати в червні можна:

= 50/1,78 = 28 мм.

Слід зазначити, що всі наведені розрахунки стосують-

ся тільки регулярного зрошення, тобто такого зрошення, коли

в ґрунті постійно підтримується оптимальна вологість. У ви-

падку більш повного використання води і потужностей сис-

теми видається можливим збільшити площу зрошення за

рахунок так званих «земель-супутників» [105]. При цьому в

даному випадку має місце вибіркове рухоме зрошення. Суть

його полягає в тому, що найбільш чутливі до вологи культу-

ри поливаються в регулярному режимі, а інші - тільки за

наявності вільних потужностей і води. В останньому випад-

ку має місце укорочене зрошення, встановлення ефективності

якого має свої особливості [105].

Крім того, розглядаючи питання зрошення, необхідно

мати на увазі його вплив на ґрунти. Світова і вітчизняна

практика має достатньо вагомих прикладів як позитивної,

так і негативної дії цього заходу. Однак не викликає сумніву,

що оптимізація водного режиму створює умови, які

відрізняються від умов природного ґрунтоутворення.

Істотність цих відмінностей тим більша, чим засушливіша

зона. Тобто в результаті зрошення змінюються гідротермічні

умови ґрунтоутворення, що необхідно враховувати при

екологічному обґрунтуванні даного заходу [108].

9.5. ВСТАНОВЛЕННЯ РЕЖИМУ ЖИВЛЕННЯ

В УМОВАХ ЗРОШЕННЯ

При програмуванні врожаїв сільськогосподарських

культур в умовах зрошення визначення рівня живлення

найбільш доцільно проводити балансовим методом [57], який

досить детально було розглянуто в розділах 3 і 4. При цьому

169

слід враховувати, що в умовах достатності вологи як факто-

ра росту має місце більш інтенсивне використання пожив-

них елементів як із ґрунту, так і з добрив (табл. 9.4).

Таблиця 9.4

Середні значення коефіцієнта використання деякими

культурами поживних елементів в умовах зрошення, % [57]

Культура N

з грунту

Озима пшениця

50-60 55-60

8-10

Кукурудза

43-48 45-50 12-15

Сорго

46-51 61-65 18-22

Кормовий буряк

60-66 65-70

30-37

з добрив

Озима пшениця

55-61 15-20 60-64

Кукурудза

50-55

12-14

69-70

Сорго

41-45 15-17

Кормовий буряк

60-68 15-18 59-65

У принципі, при таких розрахунках можна використо-

вувати і метод окупності (див. розділи 3,4), з урахуванням

окупності не тільки бонітету ґрунту і внесених добрив, а й

окупності зрошувальної норми чи води [53]:

У = Бхц + МхО

+ Д

хО

+ Д

х0

, ц/га, (9.33)

де М - зрошувальна норма, м

/га;

- окупність 1 м

води урожаєм культури, ц/м

Така постановка питання є абсолютно доцільною, проте

має і деякі вади. Справа в тому, що окупність зрошувальної

води (0

) коливається в дуже широких межах і для півдня

України, наприклад, по озимій пшениці складає 0,8-1,8 кг/м

[57, 87]. Зрозуміло, що коливання цього показника в тако-

му широкому діапазоні пояснюється перш за все тим, в які

фази розвитку культури були проведені поливи та який відгук

культури врожаєм на зрошення мав місце в ці періоди. Крім

того, відомо, що величина окупності зрошувальної води за-

лежить від повноти покриття дефіциту водного балансу або

зрошувальної норми. Так, при М = 680 м

/га О

= 2,22 кг/м

а при М = 4440 м

/га О

= 0,905 кг/м

[62]. При цьому в

першому варіанті прибавка врожаю озимої пшениці склада-

ла 15,1 ц/га, а в другому - 40,2 ц/га. Характер залежності

170

Ов, кг/м

2 —

1 —

М, м

/га

1000 2000 3000 4000 5000

, 1 , 1 1 1 т 1 1

дУ, ц/га

0 10 20 ЗО 40 50

Рис. 9.10. Залежність окупності зрошувальної води (О

)

урожаєм озимої пшениці від зрошувальної норми (М) та

прибавки врожаю від зрошення (АУ) [62].

як О = ДМ), так і О

= ДДУ) є аналогічним залежності

коефіцієнта сумарного водоспоживання від урожайності

К = ДУ) і по суті відображає ефективність використання

зрошувальної води (рис. 9.10). Тобто окупність зрошуваль-

ної води залежить від режиму зрошення, а значить, від по-

годних умов конкретного року. В умовах нестійкого природ-

ного зволоження, де складова атмосферних опадів у водно-

му балансі може бути істотно більшою за зрошувальну норму,

визначення цього показника суттєво ускладнюється. Таким

чином, для широкого застосування цього методу в практич-

них розрахунках необхідне більш детальне його вивчення.

На продовження розгляду цього питання необхідно за-

значити, що існує залежність між кількістю днів з вологістю

ґрунту, меншою за мінімальну (\У

тіп

), та урожайністю куль-

тури. Це досить наглядно ілюструється даними табл. 9.5.

З іншого боку, відомо, що природна родючість ґрунтів

лімітується рівнем природного зволоження (розділ 3), тому

зрошення і без внесення добрив забезпечує якусь прибавку

врожаю. В такому випадку зрошення як захід підвищує при-

родну родючість ґрунтів, що дозволяє уточнити їх бонітет.

Так, для умов Миколаївської області пропонується існуючий

бонітет ґрунтів в умовах зрошення для всіх культур

збільшувати в 1,4 рази [87].

171

Таблиця 9.5.

Урожайність деяких культур (т/га) залежно від кількості днів з

вологістю ґрунту, нижчою за мінімальну [7]

Кількість днів

Культури

вологістю грунту

менше 70% НВ

Озима пшениця

Кукурудза на

зерно

Багаторічні трави

на сіно

5,0 8,0

10,0

= 25

3,2

5,0

8,0

= 50

2,7

3,2

4,1

Така постановка питання може бути доцільною у випад-

ку, коли бонітет ґрунту визначався через урожайність куль-

тури, тобто опосередковано. При визначенні бонітету ґрунту

за кількісною характеристикою властивостей, тобто безпосе-

редньо (див. розділ 3), така оцінка родючості ґрунтів не є

достатньо коректною. Більш обґрунтованою в даному випад-

ку слід вважати ціну 1 бала бонітету по врожайності культу-

ри. За всіх інших однакових умов вона буде тим більше

відрізнятись від її значення при природному зволоженні, чим

більша невідповідність цих умов оптимальним.

9.6. ВИРОБНИЧІ ФУНКЦІЇ ПРИ

ПРОГРАМУВАННІ ВРОЖАЇВ В УМОВАХ

ЗРОШЕННЯ

Усунення лімітуючої дії водного фактора на врожай-

ність культури в результаті зрошення дозволяє істотно

підвищити надійність програмування врожаю з урахуван-

ням інших факторів, які можуть бути як регульованими,

так і фіксованими. До таких факторів відносяться рівень

живлення, глибина оранки, густота посіву, середня темпе-

ратура за вегетаційний період тощо [68].

У цьому випадку програмування можна проводити за

спеціально складеними виробничими функціями типу за-

лежності 1.3 [68]:

1 + В

+ В

+ ... + В,Х + в

, (9.34)

де Х

, Х

}

... Х

(

- фактори, які впливають на врожай

культури;

, В

... В. - відповідні коефіцієнти регресії;

- вільний член рівняння.

172

Такі функції дають змогу не тільки досить точно про-

грамувати врожай, але й досить надійно його прогнозувати

при відомих значеннях факторів (X). Крім того, однією з

дуже важливих особливостей цих функцій є можливість у

кожному конкретному випадку кількісно визначитися з ве-

личиною господарської взаємозамінності факторів (С). Тобто

зменшення значення фактора (Х^, наприклад, може деякою

мірою компенсуватись іншими факторами, що дозволить одер-

жати такий самий урожай [68]. Коефіцієнт взаємозамінності

факторів Х

та Х

(С

) визначається співвідношенням:

С^іув,. (9.34)

В умовах Інгулецької зрошувальної системи (Миколаїв-

ська область) одержані такі залежності для ряду культур [68].

Так, наприклад, для кукурудзи на зелену масу це рівняння

має вигляд:

У = 95,6Х

+ 15,6Х

+ 2,8Х

- 655, ц/га, (9.36)

де Х

- кількість норм добрив (умовна норма складає 20 т/га

гною + N Р

);

Х„ - передполивна вологість ґрунту, % НВ;

- глибина оранки, см.

Показник взаємозамінності факторів живлення (Х

) та

зволоження (Х

) становить 6,1 (С

= 95,6/15,6). Це значить,

що зменшення рівня живлення на одну норму може компен-

суватись збільшенням передполивної вологості на 6,1%.

Слід зазначити, що дуже важливою умовою застосуван-

ня таких залежностей є встановлення межі можливого регу-

лювання фактора. Так, наприклад, збільшення норм добрив

на одиницю дозволяє знизити передполивну вологість на 6,1%.

При цьому необхідно визначитись з абсолютним значенням

цієї вологості і встановити, чи не буде вона меншою за

Крім того, показник взаємозамінності факторів живлення (Х

)

і глибини оранки (Х

) за аналогізю з попереднім становить

34,0 (95,6/2,8). Формально це дозволяє стверджувати, що зміна

норми живлення на одиницю може компенсуватись зміною

глибини оранки на 34 см. Зрозуміло, що таке трактування є

беззмістовним. З іншого боку, це показує, що межі можливої

взаємозамінності факторів досить різні і компенсація зміни

рівня живлення, наприклад, на 0,1 зміною глибини оранки

на 3,4 см може бути можливою.

Наведені типи моделей, розроблені під керівництвом

академіка УААН В.О. Ушкаренка (Херсонський державний

173

аграрний університет), дозволяють визначитися з деякими

питаннями практичного і теоретичного значення.

Перш за все, слід зазначити, що інтерпретація наведе-

ної моделі (9.36) номограмою дозволяє досить оперативно за-

лежно від організаційних і економічних умов господарства

визначитися з величинами основних параметрів (Х

та

), співвідношення яких могло б забезпечити формування

запрограмованого врожаю. Так, із рис. 9.11 маємо, що при

передполивній вологості ґрунту 75% (Х

), глибині оранки 10 см

(Х

) і одній дозі добрив (Х^ урожайність зеленої маси куку-

рудзи складе близько 640 ц/га. Однак практично той же вро-

жай можна одержати при Х

= 2 дози, Х

= 13 см і X = 68%;

або при X, = 0,5 дози, Х

= 16 см і Х

= 77% і т.п.

З іншого боку, деяка деталізація, наприклад, зазначе-

ної моделі дозволяє визначитися з величиною впливу

зовнішніх факторів на природну продуктивність ґрунтів. Це,

перш за все, стосується такого показника, як ціна 1 балу

бонітету в ґрунту за врожайністю культури та його залежність

від агротехнічних умов.

Розглядаючи наведену вище залежність (9.36) і при-

рівнюючи її до структурно загальноприйнятої, маємо:

У = 95,6Х

+ 15,6Х

+ 2,8Х

- 655 = Х^д + БЦ,(9.37)

де: О

- окупність однієї дози добрив, ц/дозу;

Ц - ціна 1 балу бонітету ґрунту, ц/бал;

Б - бонітет ґрунту, бал.

Із самої структури наведеного рівняння можна зробити

висновок, що в умовах зміни передполивної вологості ґрун-

ту (X ) від 60 до 80% НВ (для цих умов була одержана мо-

дель 9.36) окупність 1 дози добрив є величиною постійною і

становить 95,6 ц/дозу. При невнесенні добрив (Х

= 0) заз-

начена залежність може бути записана як:

бо„ =

Ц = !5,6Х

+ 2,8Х

- 655, ц/га. (9.38)

Це вказує на те, що врожайність, яка може бути одер-

жана тільки за рахунок природної родючості ґрунтів, або,

як вказувалось раніше, їх продуктивність, при всіх інших

рівних умовах, залежить і від умов зволоження (X ), і від

глибини основного обробітку ґрунту (Х

). При цьому вини-

кає правомірне запитання: що в даному випадку змінюється

- бонітет ґрунту (Б) чи* ціна його балу (Ц)?

Якщо вважати бонітет ґрунту об'єктивним показником

вмісту в ньому основних елементів живлення (див. розділ

174

Рис. 9.11. Графічна інтерпретація моделі 9.32

3), то показником, який визначає його продуктивність за

врожайністю культури, є ціна 1 балу, або питома величина

природної продуктивності ґрунту (Ц):

1Мх

Мх

-^, ц/бал. (9.39)

^ Б Б Б

Для спрощення подальших розрахунків приймемо спо-

чатку умову, що глибина оранки, яка в умовах досліду скла-

дала 10-16 см, є постійною (Х

= Const = 16 см) і встановимо

залежність ціни 1 балу бонітету ґрунту тільки від величини

передполивної вологості ґрунту (Х

іМх

-^, ц/бал. (9.40)

Б Б

Якщо бонітет ґрунту в даному досліді, наприклад, скла-

дав 70 балів, то маємо:

Ц = 0,223Х

- 8,71, ц/бал. (9.41)

Таким чином, з підвищенням передполивної вологості

ґрунту ціна 1 балу його бонітету істотно підвищується, і на

кожний відсоток цієї вологості урожайність культури

змінюється на 0,223 ц/бал. Так, наприклад, при Х

= 60%

Ц = 4,67ц/бал, а при Х

= 80% Ц = 9,13 ц/бал, тобто

збільшується майже у 2 рази. Одержані дані показують, що в

умовах Півдня України (модель 9.36 одержана для умов Ми-

колаївської області) забезпеченість вологою є дуже важливим

фактором підвищення продуктивності ґрунтів, а значить і

підвищення врожайності сільськогосподарських культур.

175

Повертаючись до різної глибини оранки (X ), по ана-

логії з попереднім, маємо:

Ц = 0,223Х

+ 0,04Х

- 9,36 ц/бал. (9.42)

Тобто збільшення глибини оранки на 1 см дозволяє

підвищити питому величину природної продуктивності ґрун-

ту на 0,04 ц/бал. Якщо величину Ц при мінімальних зна-

ченнях факторів (Х

= 60% і Х

= 10 см) прийняти за базову

(Ц

), то рівняння 9.42 можна записати як:

Ц = Ц

= 0,223Х

+ 0,04Х

- 9,36 ц/бал, (9.43)

де:

коефіцієнт впливу зовнішніх факторів (у даному

випадку передполивної вологості ґрунту і глибини оранки)

на питому продуктивність ґрунту.

Для даного прикладу маємо, що при Ц

= 4,42 ц/бал

значення К

можна визначити формулою:

= 0,050Х

+ 0,009Х

- 2,21. (9.44)

Не викликає сумніву, що таким чи подібним чином

можна визначитись і з рядом інших показників. Так, на-

приклад, при відомому вмісті в ґрунті основних елементів

живлення (>!, Р, К), використовуючи балансовий метод, мож-

на встановити фактичні значення коефіцієнтів їх викорис-

тання з ґрунту.

Іншим дуже важливим обмеженням застосування та-

ких функцій є їх вузька зональність, тобто застосовуватися

достатньо надійно вони можуть лише в тих умовах, для яких

одержані.

Всі вказані застереження зовсім не зменшують цінність

і доцільність такого підходу до програмування врожаю, тому

що він дозволяє розглядати цю проблему дещо з інших

позицій.

При цьому слід особливо виділити, що для умов, анало-

гічних тим, для яких були одержані дані моделі, їх відповід-

ність фактично одержаним врожаям дуже висока і, за дани-

ми А.О. Лимаря [46], різниця не перевищує 1,1 - 5,5%.

Таким чином, необхідно ще раз підкреслити, що вико-

ристання виробничих функцій з урахуванням науково і функ-

ціонально обґрунтованих факторів росту можна вважати швид-

ше програмуванням, ніж прогнозуванням.

176

Питання для самоперевірки і контролю

1. Модель «урожай - водний фактор» та поняття про

визначення її параметрів.

2. Принципи техніко-економічного обґрунтування необхід-

ної мінімальної прибавки врожаю від зрошення.

3. Методи визначення прибавки врожаю від можливого

зрошення.

4. Режим зрошення.

5. Виробничі функції при програмуванні врожаю в умовах

зрошення.

6. Провести розрахунки очікуваної врожайності однієї з

культур від можливого зрошення в конкретній зоні. (Метод

розрахунку приймається залежно від вихідних даних.)

177

АГРОМЕТЕОРОЛОГІЧНІ ПРОГНОЗИ

10.1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Погодні умови конкретного вегетаційного періоду ха-

рактеризуються різним рівнем забезпечення культури та-

кими основними факторами росту, як тепло і волога. їх

кількість та співвідношення (рік теплий і вологий, сухий і

холодний і т.п.) істотно впливає на урожай культури. Це, у

свою чергу, дозволяє одержати статистичні залежності впли-

ву цих показників на продуктивність посіву, а при наявності

прогнозних характеристик погоди - прогнозувати врожай.

До того ж така постановка питання при обробці репрезента-

тивного ряду дає можливість оцінити умови території як з

точки зору доцільності вирощування тієї чи іншої культу-

ри, так і з точки зору можливостей культури при існуючих

у даній зоні кількості і співвідношенні показників погоди.

З іншого боку, досить широке застосування в сільському

господарстві мають так звані прогностичні залежності, які

ґрунтуються на агрометеорологічних прогнозах. Принцип та-

кого підходу полягає в тому, що при відомому початковому

стані посіву чи умов вдається з певною вірогідністю прогно-

зувати майбутній стан цього посіву чи цих умов. Зрозуміло,

що це можливо тільки в тому випадку, коли будуть знайдені

такі фактори (показники) попередніх і теперішніх умов, які

істотно вплинуть на майбутній стан цих умов. Тобто пробле-

ма в даному випадку полягає у визначенні основних факторів

(предикторів) системи ґрунт - рослина - атмосфера, які

істотно впливають на зміни в цій системі.

Таким чином, метод агрометеорологічних прогнозів ґрун-

тується на встановленні кількісної залежності прогнозованої

178

Харченко О.В. Основи програмування врожаїв сільськогосподарських культур

Подождите немного. Документ загружается.