CC BY
41
13. Musaev F.B., Priyatkin N.S., Arhipov M.V. i dr. Ойтауа шойошеШуа гагпокасЬе81уеппо8й 8ешуап оуо8ЬсЬпуЬ ки1'1иг // Kartofel' i оуо8ЬсЫ. - 2018. - №6. - 8. 35-37.
14.Arhipov M.V., Tyukalov YU.A., Sinicyna S.M. i dr. Коууе tekhno1ogii semenovodstva: fundaшenta1'nye 1 prik1adnye aspekty // Тг^у Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo ип^еге^а. - 2018. - №72. - 8. 38-42.
15.YAkushev V.P., Mihajlenko I.M., Dragavcev V.A. Agrotekhno1ogicheskie 1 se1ekcionnye rezervy povysheniya urozhajnosti zernovyh ku1'tur V Rossii // Se1'skohozyajstvennaya bio1ogiya. - 2015. - Т. 50. - №5. - 8. 550-560.
УДК 633/635 Б01 10.24411/2078-1318-2019-11039
Доктор с.-х. наук, проф. Ф.Ф. ГАНУСЕВИЧ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, 210ff@mai1.ru) Канд. с.-х. наук Е.А. СТРУЖКОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, 1ena290588@mai1.ru)
СООТНОШЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ И КЛИМАТИЧЕСКИ ОБЕСПЕЧЕННОЙ
ПРОДУКТИВНОСТИ ПОСЕВОВ
Потенциальные возможности посевов теоретически были обоснованы А.А. Ничипоровичем. По его оценкам, теоретически возможный верхний предел коэффициента использования (К д) приходящей на посев фотосинтетически активной радиации (0) равен 68% (Ничипорович А.А., 1956). Возможные уровни продуктивности посевов были разработаны Тоомингом Х.Г. (1977, 1984), в дальнейшем развиты Бондаренко Н.Ф. и др. [1], представлены в табл. 1.
Потенциальная урожайность (Упу) - это продуктивность посева, которая теоретически могла бы быть достигнута при соблюдении всех элементов агротехнологии в идеальных почвенных и метеорологических условиях. Лимитирующими факторами для упу являются биолого-генетические возможности выращиваемой культуры (сорта) и приход фотосинтетически активной солнечной радиации.
Климатически обеспеченная урожайность (Укоу) представляет собой продуктивность, которая теоретически могла бы быть достигнута при выполнении всей агротехнологии на идеальной почве при реально складывающихся метеорологических условиях. Уровень Укоу лимитируется тепло- и влагообеспеченностью посева.
Таблица 1. Основные уровни урожайности и формулы их расчёта
Уровни урожайности Факторы, влияющие на урожайность Формулы расчёта урожайности
Потенциальная урожайность Фотосинтетически активная радиация, сорт (климатически обеспеченная урожайность) Упу = 0 Кд / 100 g
Климатически обеспеченная урожайность Метеорологические условия (тепло, влага) У,,= :: ггп - :
Действительно возможная урожайность Плодородие почвы (коэффициент бонитета, Кб) УдВУ = Кб Укоу
Программируемая урожайность Агротехнология (прибавка урожайности Куд от внесенных удобрений на почвах с соответствующим коэффициентом бонитета) Упру = Удву + (Куд Удву)
Цель исследования - разработать формулу расчёта потенциальной продуктивности посевов с учётом климатически обеспеченной продуктивности посевов.
Интенсивное использование земли, климатических ресурсов и продуктивности сортов требует новых представлений, в том числе по установлению количественной взаимосвязи между этими категориями продуктивности.
Поскольку Укоу, согласно определению (Тооминг Х.Г., 1977), характеризует продуктивность посева, которая теоретически может быть достигнута при конкретных метеорологических условиях, величина Укоу может быть рассчитана на основе общего соотношения вида:
где Км - коэффициент благоприятствования метеорологических условий, который, как правило, меньше 1.
Лимитирующее влияние климата обычно выступает в форме природного ограничения на ресурсы тепла или влаги (Бондаренко Н.Ф.,1986). В частности, если в рассматриваемом регионе имеет место нехватка воды, то согласно предложению Тооминга Х.Г. (1977) расчёт ■■....... может быть выполнен по формуле:
к::' = ~ ■ -- г:' ^ ^ ,
Е
о
где Е0 - испарение с открытой водной поверхности;
Е - испарение (эвапотранспирация) через поверхность почвы и растений.
Е
В данном случае коэффициент Км равен отношению — .
Ео
Учитывая наличие тесной связи между испаряемостью и радиационным балансом,
заменяем Е на \У - ресурс продуктивной влаги, а Ь0 - на —,
I
где Я - радиационный баланс;
Ь - удельная теплота парообразования = 2,4 Мдж/кг Получаем:
Недостатком данного соотношения является необходимость предварительной оценки величины Уду по формуле: Упу = 0 Ксз / 100 g , где спорным является значение величины задаваемого потенциального Кд, что напрямую влияет на величину Укоу. Попытаемся разрешить эту проблему.
Материалы, методы и объекты исследования: научные статьи Ничипоровича А.А.,1956; Рябчикова А.М., 1968; Тооминга Х.Г., 1977, 1978, 1984; Бондаренко Н.Ф., 1986; Ганусевича Ф.Ф.,1993 [2,3,4,5]; регрессионный анализ, формулы.
Результаты исследования: заменяем Упу за вегетационный период на более стабильное значение ПУ - потенциальная продуктивность за 1 год, для чего используем формулу:
где п - число декад вегетации посева; 36 - число декад в году.
В итоге получаем:
Домножим и разделим на 17,5, получим:
2,4' 17,5'VV'Ti ПУ 42-W-n ПУ
^коу —
R-36
17,5
Д' 36 17,5
Воспользуемся известным соотношением A.M. Рябчикова (Укоу = 2,2■ ГТП — 1) и приравняем два выражения для расчёта Укоу :
42 -W -n ПУ
Укоу = - — ■ —- = 2,2 ■ ГТП - 1 коу R-3 6 17,5
отсюда найдём выражение для упу (ПУ)
17,5 17,5
Упу = 17,5 ■ 2,2 -^7 = 38,5-
(1968)
ГТП
ГТП
Задавая значения гидротермического показателя продуктивности (ГТП) от 1 до 11 баллов (табл.2), рассчитаем У^оу п0 (2,2 ■ ГТП — 1) и Упу по (38,5-—)
Таблица 2. Значения климатически обеспеченной и потенциальной продуктивности сухой
биомассы в зависимости от ГТП, т/га
ГТП, баллы по (:: —г - :) по (xi- ф
1 1,2 21,0
2 3,4 29,7
3 5,6 32,7
4 7,8 34,1
5 10,0 35,0
6 12,2 35,6
7 14,4 36,0
8 16,6 36,3
9 18,8 36,5
10 21,0 36,7
11 23,2 36,9
Произведя исследование функций, описывающих соотношение потенциальной и климатически обеспеченной продуктивности, подбираем функции с приемлемыми ошибками аппроксимации (табл.3).
Таблица 3. Виды функций и ошибки аппроксимации
Вид функции Формула Ошибка аппроксимации
Степенная Упу = 22,57 * Укоу °л7 4,5%
Логарифмическая Упу = 5,06 ln Укоу + 22,37 3,4%
Гиперболическая 1,7%
Выбираем гиперболическую функцию (рис.), с минимальной ошибкой аппроксимации 1,7%.
25,00
20,00
15,00
О
10,00
5,00
УПУ = 37,2 — 20,2/УКОУ V_
0,00
20,00 22,00 24,00 26,00 28,00 30,00 32,00 34,00 36,00 38,00
ПУ
Рис. Соотношение потенциальной и климатически обеспеченной продуктивности сухой биомассы, т/га
Таким образом, на основе проведённых расчётов соотношение потенциальной и климатически обеспеченной продуктивности посевов может быть описано универсальной эмпирической формулой, по которой можно рассчитать потенциальную продуктивность, зная климатически обеспеченную продуктивность (табл.4).
Таблица 4. Основные уровни урожайности и формулы их расчёта
Уровни урожайности Факторы, влияющие на урожайность Формулы расчёта урожайности
Потенциальная урожайность Фотосинтетически активная радиация, сорт (климатически обеспеченная урожайность) У -37 2 20'2 Упу 37,2 Уичт
Климатически обеспеченная урожайность Метеорологические условия (тепло, влага) УЮу= :: гтп - .
Действительно возможная урожайность Плодородие почвы (коэффициент бонитета, Кб) УдВУ = Кб Укоу
Программируемая урожайность Агротехнология (прибавка урожайности Куд от внесенных удобрений на почвах с соответствующим коэффициентом бонитета) Упру — Удву + (Куд Удву)
По нашим оценкам, в условиях Северо-Запада Нечернозёмной зоны климатически обеспеченный К д приходящей солнечной радиации на посевы свёклы кормовой за период с суммой температур выше 100С составляет 2,0 - 2,5% (Ганусевич Ф.Ф.,1993) [2], а теоретически возможный К д посевов свёклы кормовой составляет 6,0 - 7,4% (табл.5), что подтверждает теоретическое обоснование продуктивности Ничипоровича А.А. о потенциальных возможностях посевов.
Таблица 5. Климатически обеспеченный и теоретически возможный К Q
посевов свёклы кормовой
Северо-Запад Нечерноземной зоны РФ Укоу, т/га Kq коу, % Упу , т/га Kq пу, %
Северный район (области: Архангельская, Вологодская; республики: Карелия, Коми) 11,0 2,3 35,4 7,4
Северо-Западный район (области: Ленинградская, Новгородская, Псковская) 13,7 2,3 35,7 6,0
Таким образом, теоретически возможный Кq приходящей солнечной радиации на посевы свёклы кормовой составляет 6,0 - 7,4%, по Ничипоровичу А.А. - 6,0-8,0%.
Выводы. В данной статье предложена универсальная эмпирическая зависимость Между потенциальной и климатически обеспеченной продуктивностью
2 0,2
посевов Уду — 37,2- — —; приведены возможные коэффициенты использования
УКОУ
приходящей солнечной радиации на посевы свёклы кормовой - 6,0-7,4%.
Литература
1. Бондаренко Н.Ф. и др. Высокие урожаи по программе. - Л: Лениздат, 1986. - С.143.
2. Ганусевич Ф.Ф. Определение урожайности кормовых корнеплодов по обобщенным агроклиматическим показателям // Программированное возделывание кормовых корнеплодов на Северо-Западе Нечерноземной зоны: сб. науч. тр. - СПб, 1993. - С.4-23.
3. Тооминг Х.Г. Солнечная радиация и формирование урожая. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977.
- 199 с.
4. Тооминг Х.Г. На какой уровень урожая ориентироваться при программировании урожаев / В кн.: Научные основы программирования урожаев сельскохозяйственных культур. - М., 1978. - С.10-17.
5. Тооминг Х.Г. Метод эталонных урожаев // Вестник с.-х. науки. - 1982. - №3. - С.89-93.
Literatura
1. Bondarenko N.F. i dr. Vyisokie urozhai po programme. - L: Lenizdat, 1986. - s.143.
2. Ganusevich F.F. Opredelenie urozhaynosti kormovyih korneplodov po obobschennyim agroklimaticheskim pokazatelyam // V sb.: Programmirovannoe vozdelyivanie kormovyih korneplodov na Severo-Zapade Nechernozemnoy zonyi: sb. naysh. tr. - SPb, 1993. - S.4-23.
3. Tooming H.G. Solnechnaya radiatsiya i formirovanie urozhaya. - L.: Gidrometeoizdat, 1977. -199 s.
4. Tooming H.G. Na kakoy uroven urozhaya orientirovatsya pri programmirovanii urozhaev / V kn.: Nauchnyie osnovyi programmirovaniya urozhaev selskohozyaystvennyih kultur. - M., 1978.
- S.10-17.
5. Tooming H.G. Metod etalonnyih urozhaev // Vestnik s.-h. nauki. - 1982. - №3. - S.89-93.
