Категорії

Дипломні, курсові
на замовлення

Дипломні та курсові
на замовлення

Роботи виконуємо якісно,
без зайвих запитань.

Замовити / взнати ціну Замовити

4. Програмування врожайності кормових культур

Загальні положення. Технологічний процес вирощування кор­мових культур постійно вдосконалюється, стає більш раціональним. По суті, це означає оптимізацію умов вирощування врожаю. Проте й досі це здійснюється переважно без урахування взаємодії і опти­мального співвідношення основних факторів одержання врожаю, що призводить до значних витрат матеріальних, грошових і трудо­вих ресурсів на одиницю продукції.

Програмування врожайності — це якісно вищий етап розробки технологій вирощування польових культур. Воно означає одержан­ня дійсно можливої врожайності сільськогосподарської культури заданої якості на основі складання науково обґрунтованої опти­мальної програми з урахуванням ґрунтово-кліматичних і організаційно-господарських умов.

Питання програмування розглядається у відповідних навчаль­них посібниках, де акумульовано і нові досягнення оптимізації прийомів вирощування сільськогосподарських культур.

Терміни «програмування», «прогнозування», «планування» часто ототожнюють, хоч це різні поняття.

Програмування — це розробка комплексу заходів, своєчасне та якісне виконання яких забезпечує задану врожайність на основі програми вирощування врожаю з урахуванням ґрунтово-кліматич­них умов, рівня оснащення господарства найновішою технікою, ор­ганізаційно-господарських та економічних умов, загального рівня землеробства в господарстві.

Прогнозування означає науково обґрунтоване передбачення про­дуктивності польових культур на ряд років або велику перспективу. При цьому використовують кореляційно-регресивний аналіз, що враховує досягнуту середню врожайність, середній щорічний при­ріст урожаю, фактор часу. Для прогнозування врожайності пропо­нується ряд рівнянь. Одне з них, яке відображує взаємозв’язок між урожаєм культури, якістю землі, кількістю добрив і забезпеченістю основними фондами виробництва, має такий вигляд:

де а — вільний член рівняння, Ьі, Ь2, Ьз — коефіцієнти регресії, які показують ефективність відповідного ресурсу, Хі — якість землі, ба­лів; Х2 — кількість внесених добрив, кг/га; Хз — забезпеченість осно­вними фондами, грн/га.

Планування врожаїв, на відміну від прогнозування, здійснюєть­ся від досягнутого рівня з використанням показників зростання (в %). Проте така практика не забезпечує всебічного обліку факторів формування врожаю і оцінки потенційної продуктивності посівів.

Максимальний врожай слід встановлювати, порівнюючи причи­ни відмінностей між фактичним урожаєм (Уф), дійсно можливим (Уцм) і потенційним (Уд).

Послідовність програмування врожайності сільськогоспо­дарських культур. Під час програмування передбачається така послідовність розрахунків і здійснення заходів:

♦ визначення рівня врожайності теоретично можливої, максима­льної, високої для даної культури з урахуванням сорту (гібриду);

♦ розробка моделі (математичної або описової) продукційного процесу. У найпростішому вигляді це графік формування вегетатив­ної маси агроценозу;

♦ розробка мінімалізованого агрокомплексу (мінімалізований набір прийомів вирощування) культури;

♦ оптимізація прийомів вирощування культур.

♦ розробка оптимального варіанта технологічної схеми вирощу­вання культури. Для цього використовують інформацію, закладену в комп’ютер. Вводять вихідні дані конкретних умов по кожному прийому і одержують інформацію стосовно оптимального варіанта його виконання в даних умовах. Програму для комп’ютера склада­ють на основі даних найближчих дослідних станцій, інститутів, пе­редових господарств;

♦ розробка програми корекції процесів формування врожаю, як­що умови вегетаційного періоду не повністю збігаються з передба­ченими при складанні моделі продукційного процесу;

♦ розробка оптимального варіанта технологічної карти одержан­ня програмованого врожаю;

♦ енергетичний і економічний аналіз варіанта одержання про­грамованого врожаю.

Основні фактори вирощування програмованого врожаю. В основі програмування і забезпечення одержання дійсно можливого високого врожаю є ретельний облік основних факторів життя рос­лин — сонячної радіації, тепла, дебіту вологи речовини. Слід також враховувати повітряний режим ґрунту і надземного шару повітря, реакцію ґрунтового розчину, структуру, гранулометричний склад і об’ємну масу ґрунту, локальні фактори (засміченість поля, рельєф місцевості, експозиція ділянки, рівень залягання ґрунтових вод, за­гальний рівень окультуреності ґрунту, наявність шкідників, збуд­ників хвороб і насіння бур’янів у ґрунті). Урахування загального рівня землеробства, організаційно-господарських та економічних можливостей господарства може бути вирішальною умовою.

Фотосинтез — це основне джерело формування біомаси рослин. Він забезпечує енергією всі процеси росту, обміну речовин. Сонячна радіація забезпечує, крім того, тепловий і водний баланс у всій біо­сфері. Незначну кількість сонячної радіації використовують росли­ни. Це так звана фотосинтетична активна радіація (ФАР), її вико­ристання, як показав К. А. Тімірязєв, і визначає межу продуктивно­сті у рослинництві.

Сонячне світло з довжиною хвиль 380 — 750 нм (нанометрів) — це видиме світло. У межах 400 — 700 нм воно поглинається хлорофілом рослин у присутності каротиноїдів. Щодо всієї кількості сонячної радіації ФАР становить приблизно 10 %. У різних регіонах кількість ФАР становить від 4,19 — 6,28 млрд кДж/га у північних районах не­чорноземної зони до 33,4 — 41,8 у Середній Азії. Культурні рослини використовують 1 — 3 % ФАР, природні фітоценози — близько 0,2 — 0,6 %, проте й при цьому на землі формується 80 млрд т біомаси. На частку фотосинтезу припадає 90 — 95 % всієї органічної речовини.

Сонячні промені видимого спектра по-різному впливають на фо­тосинтез, мають неоднакову енергію (найбільша в ультрафіолетово­му промінні). Вони можуть руйнувати ковалентні зв’язки в організ­мі, маючи стерилізувальну, мутагенну і бактерицидну дію. Все це важливо враховувати при вирощуванні сільськогосподарських культур і в селекційному процесі.

Велике значення для фотосинтезу і кореневого живлення має тепловий режим рослин. Потреба в сумарній середньодобовій тем­пературі різних за тривалістю вегетаційного періоду і біологічними особливостями сільськогосподарських культур становить від 2000 — 2500 до 3000 - 4000 °С.

Водний режим для рослин має бути оптимальним. Вологість зв’язних суглинкових ґрунтів — чорноземів, сірих лісових суглинків повинна становити 22 - 24 %. На легких піщаних ґрунтах вона може бути і дещо меншою, оскільки водоутримувальна здатність їх нижча і вміст продуктивної вологи при цьому не менший, ніж на суглин­кових. Практично 90 % вологи у посіві витрачається на транспіра­цію та фізичне випаровування з поверхні ґрунту і лише 3 - 4 % — на фотосинтез (утворення органічної речовини).

Повітряний режим над посівами і в ґрунті. Повітря містить 21 % кисню, 0,2 — 0,43 % вуглекислоти і близько 78 % азоту. В при­земному шарі повітря і ґрунтовому повітрі концентрація вуглекис­лоти вища і може сягати 1,2 — 1,4 %. Цьому сприяють органічні доб­рива — гній, заорана зелена маса сидератів, а також мінеральні добрива.

Поживний режим ґрунту. У ґрунті має бути оптимальна кіль­кість поживних речовин для конкретної культури. Макро- і мікро­елементи (азот, фосфор, калій, кальцій, магній, залізо, марганець, цинк, молібден, мідь, бор та ін.) рослини вбирають із ґрунту. З атмо­сфери вони поглинають вуглекислоту і частину азоту (разом з опа­дами та аміаком, що надходить у повітря з ґрунту).

Для задоволення потреб рослин у поживних речовинах потрібні відомості про наявність їх у ґрунті, а також про кількість елементів живлення, які виносяться з урожаєм. За цими даними визначають потребу в елементах живлення, які треба внести з добривами. При цьому слід ураховувати коефіцієнти використання поживних речо­вин рослинами з ґрунту і добрив.

Для визначення можливої врожайності у певних ґрунтово- кліматичних умовах використовують загальновідомі формули і рів­няння, які дають змогу спрощено визначити можливу урожайність сухої маси культури за надходженням ФАР, ресурсами зволоження, біофізичним методом визначення виходу сухої біомаси. Всі ці пи­тання досить повно висвітлені у спеціальних навчальних посібни­ках і довідниках.

Моделювання урожайності за рівняннями множинної ре­гресії. Існують більш складні, але менш відомі методи моделюван­ня врожайності кормових, зернокормових культур із застосуванням рівнянь множинної регресії. Для цього використовують крім ресур­сів ФАР і тепла також нормовані функції оптимальності таких фак­торів, як зволоження, вік травостою (для багаторічних трав), вміст азоту, фосфору і калію у ґрунті і добривах, кислотність ґрунту, окультуреність її, засміченість посівів, забезпеченість технікою і трудо­вими ресурсами, фази вегетації рослин до збирання та ін., включа­ючи в разі потреби навіть показник господарського виходу корму, що залежить від технології збирання.

Розрахунки виконують на ЕОМ. Так, комплексна виробнича модель врожайності багатоукісних бобових і злакових трав, куку­рудзи на силос, коренеплодів у формі складових потенційного врожаю, що забезпечується ресурсами ФАР, тепла і нормованих функцій оптимальності умов зволоження, мінерального живлення та інших факторів може бути таким рівнянням множинної регре­сії:

де У — врожайність, ц/га сухої речовини для трав з усіх укосів, ін­ших кормових культур; Удг — максимальна потенційна врожай­ність, що забезпечується ресурсами ФАР і тепла при оптимальних умовах інших факторів, ц/га, Ке — Кс — нормовані функції оптима- льності факторів: Ке — зволоження; Кт — вік травостою для багато­річних трав, КМрк — вміст азоту (М), фосфору (Р), калію (К) у ґрунті і добривах; КзН — кислотність ґрунту; Кокґ — окультуреність ґрун­ту; Кг — густота стояння рослин; Кзп — засміченість посівів бур’янами; Кв — ступінь вилягання травостою; Ку — фаза розвитку рослин, якої вони досягають до збирання; Кс — забезпеченість тех­нікою і трудовими ресурсами; Ві — показник виходу готового корму, що залежить від застосовуваної технології збирання, консервування і зберігання кормів. Індекси означають: Q — надходження ФАР за період вегетації, ГДж/га; Ь — середньодобова температура повітря за період вегетації, °С; е — вологозабезпеченість, %; т — вік травостою багаторічних трав (рік використання); МРК — вміст азоту, фосфору і калію у ґрунті і добривах; у — кодування позначення фази розвитку у період збирання (1 — повна стиглість, 2 — молочно-воскова, 2,5 — молочна, 2,8 — повне цвітіння, 3 — початок цвітіння, 3,5 — повне колосіння, 4 — початок колосіння (бутонізація), 5 — початок стеблу­вання, 6 — кущіння); г — густота стояння рослин; рН — показник кислотності ґрунту (рНксі); ок.ґ — показник окультуреності ґрунту; з.п — показник засміченості посівів; в — показник вилягання тра­востою; с — показник відносної забезпеченості технікою, трудовими ресурсами; і — при коефіцієнті Ві — номер технології збирання і консервування.

Слід зазначити, що ця модель урожайності ґрунтується на враху­ванні реальних факторів за принципом лімітування їх, на балансо-

вості нормативних розрахунків і повністю відповідає закону міні­муму, тобто врожай визначається фактором, що перебуває в мініму­мі. При цьому беруть не абсолютне значення фактора, а його відно­шення до оптимального рівня, необхідного для одержання дійсно можливого врожаю.

Визначати модель урожайності за цим рівнянням можна і на перспективу з урахуванням удосконалення технологій вирощуван­ня кормових культур введенням кращих показників нормованих функцій оптимальності факторів, які можна дістати з часом завдя­ки, наприклад, боротьбі із засміченістю ґрунту, зниженню його кис­лотності, поліпшенню окультуреності, введенню сортів і гібридів кормових рослин, що не вилягають і не уражуються хворобами і шкідниками, кращим удобренням та ін. Таким способом можна мо­делювати урожайність кормових і зернокормових культур і сівозмін на перспективу.

Значення функції оптимальності чистоти посівів зернових і про­сапних культур, урожайність яких особливо залежить від цього фак­тора, подано у табл. 5.

Таблиця 5. Значення функції оптимальності чистоти посівів зернових і просапних культур (Кз.п) від бур’янів (за О.С. Образцовим та ін., 1987)

Коефіцієнт


Засміченість

посівів, бали


чисті посіви (1)

середня (2)

сильна (3)

масова (4)

Кз.п

1,0

0,80

0,70

0,55

Визначення рівня програмування врожайності кормових і зернокормових культур. Для цього використовують рівняння з урахуванням ФАР, ресурсів зволоження, сумарного водоспоживан­ня, біокліматичного потенціалу (див. Зінченко О.І., Салатенко В.Н., Білоножко М.А. Рослинництво, 2003).

Урожайність літніх проміжних культур можна визначити за рів­няннями регресії, виведеними автором. Наприклад, урожайність післяукісних культур у Лісостепу визначають за рівнянням у = 8,66 + 1,10х, у = 14,09 + 0,776х; післяжнивних посівів і отав під­сівних культур — за рівнянням параболи першого ступеня у = 8,84 + 0,886х або третього ступеня у = 61,3 — 0,170х + 0,00188х2 + + 0,997х3^10-5, де у — урожайність ц/га, х — середня багаторічна кі­лькість опадів у період вегетації, мм; 8,66 і 1,10 та інші парамет­ри — коефіцієнти рівнянь.

Оптимізація умов вирощування кормових і зернокормо- вих культур є власне основною частиною всього процесу. Спочат­ку вибирають найбільш придатний для певних конкретних умов поля сорт або гібрид культури. На основі попередніх різних варіан­тів експериментальних досліджень, закладених у комп’ютер, ви­значають оптимальне кількісне і просторове розміщення рослин (спосіб і густота посіву), оптимальний строк сівби, глибину загор­тання та інші непрямі і прямі прийоми, що дають змогу забезпе­чити умови вегетації культури відповідно до моделі продукційного процесу.

Велике значення має оптимізація умов живлення, для чого правильно розраховують норму внесення добрив, визначають оп­тимальний варіант густоти посіву, який повинен забезпечити не­обхідну структуру врожаю (співвідношення стебел, листя, качанів чи стебел, зерна і соломи, бульб і бадилля тощо). Важливу роль відіграє оптимізація умов зволоження. У разі потреби розрахову­ють поливний режим. В одних випадках він є основою одержання врожаю (у південному Степу) або додатковим фактором оптиміза- ції режиму вологості ґрунту. При вирощуванні кормосумішей вра­ховують біологічні особливості кожного компонента, доцільність їх поєднання в агрофітоценозі, оскільки це важливий фактор проду­ктивності посіву.

У кожному конкретному випадку треба ретельно добирати ком­плекс заходів забезпечення оптимальних умов вегетації, а також передбачати комплекс прийомів їх корекції. В одних випадках це може бути додатковий міжрядний обробіток або боронування посіву, полив, удобрення у вигляді підживлення, поліпшення умов запи­лення на насінних ділянках люцерни, конюшини та ін.

Велике значення має боротьба із шкідниками, хворобами рослин. Якщо сорт у певних конкретних умовах більше уражується шкідни­ками і хворобами, ніж передбачалося, вживають додаткових заходів щодо боротьби з ними.

Кінцевим етапом програмування є складання технологічної схе­ми і на цій основі — технологічної карти вирощування кормової і зернокормової культури. Важливо при цьому передбачити поєднан­ня технологічних прийомів, наприклад, здійснювати кілька агроте­хнічних заходів за один прохід агрегату — передпосівну культива­цію, внесення добрив, сівбу, коткування і боронування після сівби. Все це сприятиме економії енергії та підвищуватиме енергетичну та економічну ефективність вирощування культури.

Загальну послідовність програмування врожайності кормових культур подано в табл. 6.


Таблиця 6. Послідовність операцій при прогнозуванні і програмуванні врожайності

(з використанням даних О.С. Образцова та ін., 1987)


Примітка. Прогнозування і програмування здійснюють зональні інститути та дослідні станції разом із фахівцями господарств.