Принципы программирования урожаев по шатилову. Восемь принципов программирования, которые могут облегчить вам жизнь

Программирование – процесс создания программы. Программа – последовательность указаний (команд или описаний и операторов), задающая алгоритм вычислительной машине. Программа указывает, в каком порядке, над какими данными и какие операции должны быть выполнены и в какой форме должен быть выдан результат.

Программное обеспечение различается по назначению, выполняемым функциям, формам реализации. В этом смысле программное обеспечение – сложная, достаточно уникальная программная система.

Общие принципы, которые следует использовать при разработке программного обеспечения:

· частотный принцип – основан на выделении в алгоритмах и в обрабатываемых структурах действий и данных по частоте использования. Для действий, которые часто встречаются при работе программного обеспечения, обеспечиваются условия их быстрого выполнения. К данным, к которым происходит частое обращение, обеспечивается наиболее быстрый доступ. «Частые» операции стараются делать более короткими;

· принцип модульности. Под модулем в общем случае понимают функциональный элемент рассматриваемой системы, имеющий оформление, законченное и выполненное в пределах требований системы, и средства сопряжения с подобными элементами или элементами более высокого уровня данной или другой системы. Способы обособления составных частей программного обеспечения в отдельные модули могут быть различными. Чаще всего разделение происходит по функциональному признаку. В значительной степени разделение системы на модули определяется используемым методом проектирования программного обеспечения;

· принцип функциональной избирательности является логическим продолжением частотного и модульного принципов и используется при проектировании программного обеспечения, объем которого существенно превосходит имеющийся объем оперативной памяти. В программном обеспечении выделяется некоторая часть важных модулей, которые постоянно должны быть в состоянии готовности для эффективной организации вычислительного процесса. Эту часть программного обеспечения называют ядром или монитором. При формировании состава монитора требуется удовлетворить двум противоречивым требованиям. В состав монитора, помимо чисто управляющих модулей, должны войти наиболее часто используемые модули. Программы, входящие в состав монитора, постоянно хранятся в оперативной памяти. Остальные части программного обеспечения постоянно хранятся во внешних запоминающих устройствах и загружаются в оперативную память только по вызову, перекрывая друг друга при необходимости;

· принцип генерируемости определяет такой способ исходного представления программного обеспечения, который бы позволял осуществлять настройку на конкретную конфигурацию технических средств, круг решаемых проблем, условия работы пользователя;

· принцип функциональной избыточности учитывает возможность проведения одной и той же работы (функции) различными средствами. Особенно важен учет этого принципа при разработке пользовательского интерфейса для выдачи данных из-за психологических различий в восприятии информации;

· принцип «умолчания» применяется для облегчения организации связей с системой как на стадии генерации, так и при работе с уже готовым программным обеспечением. Принцип основан на хранении в системе некоторых базовых описаний структур, модулей, конфигураций оборудования и данных, определяющих условия работы с программным обеспечением. Эту информацию программное обеспечение использует в качестве заданной, если пользователь забудет или сознательно не конкретизирует ее.

· принцип включения предусматривает, что требования к созданию, функционированию и развитию программного обеспечения определяются со стороны более сложной, включающей его в себя системы;

· принцип системного единства состоит в том, что на всех стадиях создания, функционирования и развития программного обеспечения его целостность будет обеспечиваться связями между подсистемами, а также функционированием подсистемы управления;

· принцип развития предусматривает в программном обеспечении возможность его наращивания и совершенствования компонентов и связей между ними;

· принцип комплексности заключается в том, что программное обеспечение обеспечивает связность обработки информации, как отдельных элементов, так и для всего объема данных в целом на всех стадиях обработки;

· принцип информационного единства, т.е. во всех подсистемах, средствах обеспечения и компонентах программного обеспечения используются единые термины, символы, условные обозначения и способы представления;

· принцип совместимости – язык, символы, коды и средства обеспечения программного обеспечения согласованы, обеспечивают совместное функционирование всех его подсистем и сохраняют открытой структуру системы в целом;

· принцип инвариантности предопределяет, что подсистемы и компоненты программного обеспечения инвариантны к обрабатываемой информации, т.е. являются универсальными или типовыми.

Программирование включает в себя анализ требований к программе и все стадии ее разработки и реализации: выбор алгоритма, структуры данных и системы программирования; написание (кодирование) программы и подготовка данных; отладка и тестирование программы; разработка документации.

Недостающее количество того или иного фактора может быть компенсирова- но соответствующими приемами агротехники. Агротехническими приемами можно ослабить или усилить влияние факторов жизни на рост, развитие растений и формирование урожая.

Принципы программирования урожаев (по И. С. Шатилову)

Первый принцип предусматривает при определении уровня урожайности использование гидротермических показателей среды.

Второй принцип учитывается при определении потенциальной урожайности с/х. растений и основывается на зависимости урожайности от прихода ФАР и коэффициента использования растениями ФАР.

Третий принцип предусматривает определение потенциальных возможнос- тей культуры и отбор для возделывания в конкретных природных условиях сортов по их потенциальным возможностям.

Четвертый принцип заключается во взаимосвязи урожайности со сформиро-ванным в агрофитоценозе фотосинтетическом потенциалом (ФП) и предполагает формирование такого фотосинтетического потенциала, который обеспечивает получение высокого урожая.

Пятый принцип предполагает обязательное и правильное применение основных законов научного земледелия и растениеводства.

Шестой принцип состоит в разработке системы удобрения, учитывающей эффективное плодородие почвы, а также потребность растений в питательных веществах, необходимых для выращивания программированного урожая вы-сокого качества.

Седьмой принцип состоит в разработке и применении комплекса агротех-нических мероприятий, учитывающего требования культуры (сорта) к условиям произрастания, а также условия агрометеорологической обстановки. Четкая реализация разработанного комплекса агротехнических мероприятий должна обеспечить получение программированного урожая.

Восьмой принцип предусматривает обеспечение растений влагой в оптима-льных количествах, в неорошаемых условиях – определение и поддержание уров-ня урожайности, исходя из климатических условий и особенностей зоны.

Девятый принцип – принцип обязательной защиты растений от вредителей, болезней, сорняков, обеспечивающей выращивание здоровых растений.

Десятый принцип предусматривает создание банка данных о биологических особенностях полевых культур, условиях их произрастания, экспериментальных материалах, оценивающих различные агротехнические приемы и операции, использование современной вычислительной техники.

Уровни урожайности, принятые в методе программирования

В методе программирования урожайности расчеты ведут на следующие ее уровни:

1. Потенциальная урожайность (ПУ) – предельно возможный уровень урожайности; лимитируется приходом ФАР, ее КПД и биологическими особенностями культуры, сорта;

2. Климатически обеспеченная урожайность (КОУ) – урожайность, которая может быть получена в конкретных климатических условиях при оптимизации всех остальных факторов жизни растений. Лимитируется КОУ элементами климата, погодой.

3. Действительно возможная урожайность (ДВУ) – максимальная урожайность, которая может быть получена на конкретном поле, с его реальным плодородием в складывающихся метеорологических условиях. Лимитируется ДВУ плодородием почвы.

4. Программируемая урожайность (ПрУ) – это урожайность, которую планируют получить на конкретном поле в соответствии с комплексом разработанных агротехнических мероприятий. Уровень ПрУ определяется через величину КОУ и ДВУ путем оптимизации питательного режима почвы.

5. Урожайность в производстве (УП) – это фактически достигнутый уровень урожайности в конкретном хозяйстве.

Агрометеорологические условия региона и обеспеченность ячменя

климатическими факторами

Радиационный режим

Таблица 1. Приход солнечной радиации

Месяцы года	Приход суммарной солнечной радиации, ккал/см 2	Приход суммарной ФАР, ккал/см 2








Сентябрь

Приход ФАР за вегетацию ячменя– 29.3 ккал/см 2 , ккал/м 2 2.93 , ккал/га 0.293.

Температурный режим

Таблица 2. Средняя температура воздуха по декадам

Месяцы года

Таблица 3. Даты наступления средних суточных температур воздуха выше определенных пределов и число дней с температурой, превышающей эти пределы.

Вывод: Проанализировав таблицу 3, можно сделать вывод о том, что температурный режим позволяет высевать ячмень в оптимальные сроки.

Водный режим

Таблица 4. Сумма осадков по декадам

Месяцы года

Годовая сумма осадков 580 мм

Почвенные влагозапасы:

Весной (на дату посева) в метровом слое почвы 189

Уровень залегания грунтовых вод, м 0,6

Вывод: Проанализировав данные таблицы 4, можно сделать заключение о том, что водный режим довольно благоприятный для возделывания ячменя в данном регионе.

Определение потенциальной урожайности (ПУ) по А.А. Ничипоровичу.

ПУ – потенциальная биологическая урожайность абсолютно сухой биомассы, т/ га;

∑Qфар – приход суммарной ФАР за период вегетации культуры в зоне, млрд. ккал/ га (кДж/ га);

К – планируемый КПД ФАР;

q- калорийность 1 кг сухой биомассы урожая, ккал/ кг.

Для пересчета урожая на стандартную влажность:

В ст. – стандартная влажность;

ПУ СТ. ВЛ. =100=192ц/га.

ПУ хозяйственно ценной части урожая (зерно, клубни и др.):

ПУ хоз. ст.вл. ,

С – сумма составляющих урожая(зерно + солома).

ПУ ХОЗ. СТ.ВЛ. =×100=87.2ц/га.

Величину ПУ зерна или другой основной продукции можно также рассчитать с помощью уравнения, предложенного профессором Х. Г. Тоомингом:

ПУ хоз. = 10 4 × К фар × К m ×

ПУ ХОЗ – потенциальная урожайность зерна или другой продукции при стандартной влажности;

∑Q ФАР – суммарный приход ФАР за период вегетации культуры ккал/ см 2 ;

К m – коэффициент хозяйственной эффективности урожая.

ПУ ХОЗ. = 10 4 ×2.5×0.553×=91.6ц/га.

Определение климатически обеспеченной урожайности(КОУ).

Определение КОУ по ресурсам влаги (КОУ w ) .Методика основана на определении соотношения количества влаги

2. Программирование урожайности и принципы программирования урожайности

картофель урожайность удобрение

Академик ВАСХНИЛ И. С. Шатилов дал следующее определение этому направлению в агрономической науке.

Программирование урожаев - это разработка комплекса взаимосвязанных мероприятий, своевременное и качественное выполнение которых обеспечивает получение предельно возможной урожайности сельскохозяйственных культур заданного качества. При этом ход формирования урожаев предопределяется программой, составленной заранее с учетом почвенно-климатических условий района и биологических особенностей растений. В установленной последовательности и в оптимальные сроки применяют агроприемы, необходимые для достижения на каждом этапе предусмотренных количественных и качественных показателей роста, развития растений и продуктивности агрофитоценозов. Программирование урожаев предусматривает также корректировку хода формирования фитоценоза по этапам органогенеза растений на основании оперативно получаемой информации.

Отсутствие ГОСТ послужило причиной возникновения и других определений и. самое главное, отождествления программирования, прогнозирования и планирования. Собственно программирование стали называть ресурсным.

Цели и задачи, стоящие перед программированием, позволяют дать такое определение. Программирование урожаев - это определение продуктивности земли по почвенно-климатическим ресурсам и разработка интенсивных технологий возделывания, обеспечивающих наиболее полное использование генетического потенциала сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

Следовательно, программирование урожаев предусматривает полную реализацию потенциальной продуктивности сорта при оптимизации основных факторов жизнедеятельности растений в регулируемом земледелии и рациональное использование ресурсов климата и почв при условии лимитирования продуктивности посевов каким-нибудь фактором.

Прогнозирование урожаев - это научно обоснованное предсказание продуктивности сельскохозяйственных культур на ряд лет или на перспективу. При использовании метода корреляционно-регрессионного анализа в прогнозировании урожаев пользуются линейной формой уравнения

У = а + bx

где у - средний урожай, ц с 1 га; а - свободный член уравнения; Ь - коэффициент регрессии; х - фактор времени.

Уравнение предусматривает ежегодный прирост урожайности в зависимости от различных почвенно-климатических факторов, доз удобрений, способов и глубины обработки почвы и т. д.

Многолетние экспериментальные исследования и обобщение результатов работ по фотосинтезу, минеральному питанию, водному режиму, продуктивности культурных растений, использованию посевами фотосинтетически активной радиации (ФАР) позволили академику ВАСХНИЛ И. С. Шатилову обосновать экологические, биологические и агротехнические условия программирования урожаев. Им предложено десять принципов программирования.

Первые пять принципов предназначены для определения величины возможного урожая на основе следующих факторов:

1) прихода ФАР и использования ее посевами;

2) биоклиматических показателей;

3) влагообеспеченности посевов;

4) фотосинтетического потенциала посевов;

5) потенциальных способностей культуры, агрофитоценоза и набора культур в пожнивных и поукосных посевах.

Остальные принципы составляют технологическую схему программированного возделывания культур:

6) разработка системы удобрения с учетом эффективного плодородия почвы и потребности растений в питательных элементах, обеспечивающих получение запрограммированного урожая высокого качества;

7) разработка комплекса агротехнических мероприятий для каждой культуры, направленных на получение запрограммированных урожаев;

8) всесторонний учет и правильное применение основных законов и закономерностей земледелия и растениеводства;

9) разработка конкретных мер по борьбе с болезнями и вредителями растений;

10) использование ЭВМ для определения оптимального варианта агротехнических комплексов, обеспечивающих получение высокого урожая.

Получение высоких, заранее рассчитанных урожаев- новый шаг в агрономической науке. Всесторонний учет всех факторов, определяющих уровень урожайности, позволяет подойти с научных позиций к получению высоких урожаев с одновременный ростом плодородия почв. Повышение культуры земледелия, выведение качественно новых сортов, разработка интенсивных технологий возделывания полевых культур и другие достижения в области агрономической науки, а также накопление исходных данных о взаимосвязи с различными факторами роста и развития растений позволили сформулировать новые принципы программирования урожаев: физиологические, биологические, агрохимические, агрофизические, агрометеорологические и агротехнические. Такое разделение несколько условно, но эти принципы широко применяются в решении задачи практического программирования урожаев специалистами различных отраслей агрономической науки и смежных с ней наук

3. Принципы программирования урожая

3.1 Определение потенциальной урожайности по ФАР

К принципам программирования урожая относится комплекс взаимосвязанных мероприятий, своевременное и качественное выполнение которых обеспечивает получение расчетного урожая с известной вероятностью при одновременном повышении плодородия почвы и учёте требований охраны окружающей среды.

Программирование осуществляется в два этапа:

1. разработка обоснованной программы получения расчетного урожая;

2. реализация программы с точным выполнением запланированных мероприятий.

Первым из расчётов является определение потенциальной урожайности по ФАР: Ничипоровича и Тооминга.

ПУ=, где

Сумма ФАР за период вегетации изучаемой культуры, выраженная в кДж приходящая на 1 см2

q – это количество энергии необходимая для создания 1 кг абсолютно сухого вещества

KQ – коэффициент использования ФАР

102 – перевод в проценты

103 – перевод в тонны

108 – перевод в килограммы

Уст =, где

Уст – урожай товарной продукции при стандартной влажности

- сумма частей то есть количества зерна + солома 1: 1,5 = 2,5

С – стандартная влажность

ПУ=, где

Km – это доля основной продукции к общему урожаю при стандартной влажности

Программирование урожая - составление научно обоснованных технол. рекомендаций, обеспечивающих макс, выход с.-х. продукции высокого качества. П. у. - направление в агрономич. науке, объединяющее достижения раст-ва, земледелия, агрохимии, почвоведения, физиологии р-ний, защиты р-ний, с.-х. машиностроения, физики, кибернетики, экономики с. эс-ва и др. П. у. предполагает развитие интегрир. системного подхода к оценке роли и значимости разл. факторов среды и их взаимодействия в процессе формирования урожая. Работу по П. у. проводят на спец. полигонах, экологич. площадках, с использованием фитотронов, лизиметров, средств вычислит, техники и др. Первый этап П. у. - установление для определ. почвенно-климатич. зоны лимитирующего комплекса факторов и обоснование возможного урожая на основе его моделирования. Второй этап - разработка комплекса соотв. агротехнич, мероприятий. При этом выбирается конкретный количеств, критерий эффективности произ-ва (макс, возможная урожайность, макс. доход или миним. затраты для получения заданной урожайности). Третий этап -обеспечение оперативных наблюдений за ходом формирования урожая и внесение необходимых уточнений в систему за планированных агротехнич. мероприятий в соответствии со складывающейся агрометеорол, обстановкой. В связи с началом серийных поставок быстродействующих ЭВМ появилась возможность П. у. в производств, условиях (исходя из действительно возможной урожайности, рассчитанной на полигонах, и конкретных производств, условий - бонитета почвы, осн. среднемноголетних климатич. показателей и др.). Разрабатываются модели множественной линейной регрессии зависимости урожайности от условий произ-ва. П. у. по моделям осуществляется с помощью ЭВМ.

Методы прогнозирования и программирования урожая

Прогнозирование и программирование урожая на основе балансовых моделей

Прогнозирование и программирование урожайности зерновых культур по структурной формуле урожая. Основные элементы структуры урожая, из которых складывается его величина, - количество растений на 1 м 2 при уборке, продуктивная кустистость, число колосков в колосе, число зерен в колоске, число зерен в колосе, масса 1000 зерен. Они составляют биологическую основу урожайности.

Исходя из указанных биологических элементов М.С. Савицким (1973) предложено определять величину урожая по структурной формуле (5.1)

где У - урожай зерна, ц/га; P - среднее количество растений на 1 м 2 при уборке; К - продуктивная кустистость; 3 - среднее число зерен в колосе; А - масса 1000 зерен в граммах. В более сокращенном виде указанную формулу можно записать соотношением (5.2)

где С - густота продуктивных растений (стеблей), на 1 м 2 ; В - средняя продуктивность одного растения (стебля).

Еще в довоенные годы М.С. Савицкий получал на опытном поле бывш. Всесоюзной сельскохозяйственной выставки 97,1- 99,8 ц/га озимой пшеницы при плане 100 ц/га.

Структурная формула урожайности как в полном, так и в упрощенном виде наглядно показывает, как складывается любая величина урожая, позволяет определять виды на урожай в поле на корню и оценивать эффективность различных агротехнических приемов. Эта формула дает возможность установить оптимальную густоту стояния растений и продуктивных стеблей, а также оптимальную массу зерна с одного растения (колоса или метелки), обеспечивающих максимальный урожай, возможный в определённых конкретных условиях среды. Так, по структурной формуле на основании многолетних данных было установлено, что в Белоруссии оптимальная густота продуктивного стеблестоя зерновых при уборке урожая составляет 500-600 колосьев на 1 м 2 в зависимости от культуры, сорта, плодородия и типа почвы. При средней массе 0,5 г зерна в колосе это может обеспечить 25-30 ц/га.

Элементы структуры урожая являются в известной степени отображением комплекса условий внешней среды, который может быть учтен количественно через элементы структурной формулы урожайности и урожай в целом. Знание закономерностей формирования урожая зерновых культур в поле на корню позволяет прогнозировать его величину. Однако этот метод не обеспечивает точный расчет необходимых элементов питания, влаги и других факторов среды для получения запланированных урожаев.

Проведенный анализ структуры урожая за ряд лет позволил установить, что наиболее устойчивыми показателями его структуры являются полевая всхожесть, продуктивная кустистость, масса 1000 зерен и выход зерна из общей массы урожая. Средними по устойчивости показателями урожая являются число колосков в колосе, число зерен в колосе, процент перезимовавших растений (для озимых культур). Наименее устойчивыми показателями являются урожай зерна, количество растений и продуктивных стеблей на 1 м 2 при уборке урожая и процент сохранившихся к уборке растений.

Балансовый метод программирования урожайности позволяет учитывать комплексное влияние на растение основных факторов жизни. Характеристика этих факторов, их роль в формировании урожая сформулированы И.С. Шатиловым (1973) в виде 10 научных принципов программирования урожайности.

Первый принцип состоит в определении величины урожая по приходу фотосинтетической активной радиации и определении коэффициента использования ФАР посевами. В практической работе необходимо стремиться к увеличению этого коэффициента за счет подбора культур, повышения уровня агротехники, внедрения новых высокопродуктивных сортов и постоянного совершенствования технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Второй принцип основан на определении величины урожая по тепловым ресурсам. Для этих целей проводится определение гидротермического или биоклиматического показателей продуктивности. Определение возможного урожая биомассы по величине этих показателей имеет практическое значение при подборе культур и сортов в севооборотах в целях наиболее полного использования вегетационного периода, максимальной аккумуляции солнечной энергии и получения максимальных сборов продукции, особенно в южных зонах страны. При этом часто в каждом конкретном случае приходится решать: возделывать два скороспелых сорта или один позднеспелый, более продуктивный, с целью наиболее полного использования вегетационного периода. В зонах с коротким вегетационным периодом преимущество имеют скороспелые высокопродуктивные сорта.

Третий принцип программирования урожайности заключается в необходимости учета водного баланса растений и определении возможной величины урожая по влагообеспеченности посевов. Сведения о запасе влаги в метровом слое почвы и сумме осадков за вегетационный период можно получить на ближайшей метеорологической станции или из справочных материалов. Следует учитывать, что величина урожая определяется не только общей суммой выпавших осадков, но и характером их распределения в течение вегетационного периода. Необходимо добиваться увеличения эффективности использования растениями запасов почвенной влаги и атмосферных осадков путем повышения влагоемкости почвы, улучшения ее физических свойств, уменьшения поверхностного стока, правильного применения органических и минеральных удобрений.

Четвертый принцип заключается в определении величины урожая по фотосинтетическому потенциалу. Величина биологического урожая зависит от размера фотосинтезирующей поверхности и степени преобладания интенсивности фотосинтеза над дыханием. Чем больше эта разница, тем продуктивнее работает фотосинтезирующий листовой аппарат, тем выше будет показатель чистой продуктивности фотосинтеза.

Сумма ежедневных показателей площади листьев в посеве за весь вегетационный период (или определенную его часть) называется фотосинтетическим потенциалом растений (ФП) и измеряется в м 2 · сут/га. Фотосинтетический потенциал - обобщающий показатель, включающий в себя биологические особенности культуры и сорта, действие агротехнических приемов (срок и способ посева, норма высева, удобрение и т.д.), а также влияние почвенных и погодных условий.

Установлено, что каждая тысяча единиц фотосинтетического потенциала обеспечивает получение 2,5-3 кг зерна. Следовательно, задача заключается в том, чтобы сформировать посевы, фотосинтетический потенциал которых обеспечил бы запланированный уровень урожайности. Для этого необходимо прежде всего выдержать заданную густоту стояния растений, обеспечивающую оптимальную структуру посева.

Пятый принцип состоит в выявлении потенциальных возможностей культуры и сорта. Необходимо учитывать, что различные сорта по-разному реагируют на нормы высева, дозы и соотношения основных элементов питания, вносимых с удобрениями и т.д. Данные о потенциальных возможностях сортов и их реакции на условия выращивания можно получить в научно-исследовательских учреждениях и Государственной комиссии по сортоиспытанию или, если в этом имеется необходимость, провести специальные опыты для уточнения этого показателя.

Шестой принцип заключается в определении возможного урожая по эффективному плодородию почвы и разработке системы удобрений на основе учета запаса питательных веществ почвы, других ее агрохимических показателей, коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений и потребности растений в питательных веществах, обеспечивающие получение запрограммированного урожая и его качества. Уровень урожайности, достигаемый за счет эффективного плодородия, устанавливается в полевых опытах.

Балансовый способ расчета норм удобрений наиболее широко применяется в практике программирования урожаев. Однако в связи с тем, что коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений значительно изменяются, их необходимо уточнять для каждой культуры с учетом почвенно-климатических условий выращивания.

Седьмой принцип программирования урожайности заключается в разработке комплекса агротехнических мероприятий и сортовой агротехники исходя из требований культуры, сорта. Комплекс агротехнических мероприятий должен обеспечить наилучшие условия для роста, развития растений и формирования урожая. Технологические приемы и операции должны быть взаимосвязаны, проводиться своевременно и высококачественно. В связи с тем что новые сорта могут иметь иной ход поступления питательных веществ, более экономно расходовать влагу и т.д., необходимо разрабатывать сортовую агротехнику.

Восьмой принцип состоит в том, чтобы обеспечить выращивание здоровых растений, исключить отрицательное влияние вредителей и болезней на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. Этот принцип тесно связан с предыдущим и предполагает, что в каждой зоне для каждой культуры и поля должны быть разработаны конкретные мероприятия по борьбе с болезнями и вредителями полевых культур. Только на фоне применения повышенных норм удобрений реализуется потенциальная продуктивность большинства современных сортов растений, а эффективность удобрений, их оплата урожаем намного возрастают при надежной защите посевов от вредителей и болезней.

Девятый принцип программирования урожайности состоит в необходимости правильного применения основных законов научного земледелия и растениеводства: 1) равнозначности и незаменимости факторов жизни растений, т.е. нельзя каждый необходимый для растений фактор (тепло, вода, свет, пища и др.) заменить другим; 2) лимитирующего фактора - уровень урожайности определяется фактором, находящимся в минимуме; 3) оптимума - только оптимальное соотношение между влагой, питательными веществами и т.д. обеспечивает наилучшее развитие растений; 4) возврата - необходимости внесения в почву элементов почвенного питания в количестве, отчужденном с урожаем; 5) плодосмена - правильного чередования культур в пространстве и во времени, обеспечивающего при прочих равных условиях более высокие урожаи, чем при монокультуре; 6) физиологических часов - реакция растений на продолжительность и интенсивность освещения, что позволяет правильно подойти к подбору культур для пожнивных и поукосных посевов; 7) регуляторной системы - растения непрерывно получают информацию из внешней среды, перерабатывают ее и на основе этого усиливают или замедляют процессы, происходящие в организме. Правильное использование этого закона помогает экспериментатору подбирать культуры и разрабатывать технологии их выращивания, обеспечивающие получение заданной урожайности в конкретных условиях.

Десятый принцип требует наличия соответствующих экспериментальных данных, широкого использования математического аппарата и ЭВМ, что позволяет наиболее точно определить оптимальный вариант комплекса мероприятий, обеспечивающего получение запрограммированного урожая.

Балансовый метод программирования урожая основывается на применении более простых физико-статистических моделей продукционного процесса. При этом процедура программирования сводится к определению уровня урожая, расчету доз удобрений, разработке технологических карт и т.д. В основных расчетных формулах используются обобщенные во времени и пространстве почвенно-климатические показатели. Этот метод получил наибольшее развитие в работах MCXA, ЛСХИ, АФИ, Башкирского СХИ, Татарского НИИСХ, УкрНИИОЗа и ряда других учебных и научно-исследовательских отраслевых и зональных учреждений и находит пока наиболее широкое применение в практике программирования урожаев.

Основные балансовые уравнения, применяемые в этих расчетах, приведены выше при рассмотрении типов моделей (см. главу 4).

Метод, разработанный в Белорусском НИИ почвоведения и агрохимии (БелНИИ ПА), позволяет прогнозировать возможную величину урожая (У) с учетом эффективного плодородия почвы по комплексным показателям - баллу бонитета почвы (Б п) и цены балла пашни (Ц б) по уравнению (5.3)

где П уд - прибавка урожая от удобрений, %.

Цена балла пашни для зерновых культур равна в среднем 37 кг зерна, для картофеля - 281 кг, для льна: волокно - 11,4 кг, семена - 9,1 кг. Этот показатель - величина непостоянная и меняется в зависимости от почвенной разности, агрохимических свойств почвы (табл. 5.1).

Для учета агрохимических свойств почвы применяются поправочные коэффициенты к цене балла пашни. Произведение показателя балла пашни на цену балла дает уровень урожая, который может быть получен за счет эффективного плодородия почвы без применения удобрений на фоне высокого уровня агротехники.

5.1. Цена балла пашни для зерновых культур в зависимости от типа почвы, кг (по Кулаковской, 1978)

Почвенная разновидность	Озимая рожь	Озимая пшеница

супесчаные и песчаные,
подстилаемые мореной
супесчаные, подстилаемые песками
песчаные
Торфяно-болотные

Определение прибавки урожая за счет удобрений в производственных условиях ведется исходя из того, что оплата 1 кг NPK урожаем зерна в среднем равна 5,1 кг; картофеля - 31 кг; льна-долгунца: волокно -1,5 кг, семена -1,2 кг; 1 т органики окупается 33 кг зерна, 90 кг картофеля. В таблице 5.2 приведены показатели окупаемости 1 кг NPK прибавкой урожая для основных зерновых культур на различных почвах.

5.2. Оплата 1 кг NPK минеральных удобрений прибавкой урожая зерна на различных почвах, кг (по Кулаковской, 1978)

Почвенная разновидность	Озимая рожь	Озимая пшеница
Дерново-подзолистые: суглинистые
супесчаные и песчаные, подстилаемые мореной
супесчаные, подстила-
емые песками песчаные
Торфяно-болотные

Между показателем балла пашни и долей урожая, получаемого за счет удобрений, существует определенная зависимость: чем выше эффективное плодородие почвы, тем ниже доля урожая, получаемая за счет удобрений. Так, при балле 30 доля урожая, получаемая за счет удобрений, составляет 70-75%, а при 45 и более 60 - соответственно 55% и 35- 40%.

В качестве примера приводится расчет возможного урожая ячменя по эффективному плодородию почвы. Исходные данные:

почва суглинистая, рН=5,7; содержание подвижного фосфора- 15,5 мг/100 г почвы; обменного калия - 14,5 мг/100г почвы; гумуса - 1,7%; балл пашни равен 45. По данным БелНИИПА для этой почвы цена балла равна 39 кг зерна, поправочный к ней коэффициент - 0,94. Следовательно, уровень урожайности, обеспечиваемый эффективным плодородием почвы, равен: 45 (39 · 0,94) =1649,7 кг.

Балл пашни 45 позволяет получить эа счет удобрений долю урожая, равную 55%. Прогнозируемый урожай, определяемый по уравнению (5.4), составит:

На этот уровень урожая (36-37 ц/га) следует вести расчет удобрений и разрабатывать агротехнику.

Метод нашел широкое применение при программировании урожаев в Белоруссии. Средние отклонения фактической урожайности культур от расчетной величины составляют 10- 20%. При неблагоприятных условиях погоды они, естественно, возрастают.

В БелНИИПА под руководством Т.Н. Кулаковской (1984, 1990) разработана интегральная модель оптимальных свойств дерново-подзолистых средне- и легкосуглинистых почв, эффективное плодородие которых дает возможность получать 45- 60 ц/га зерна, или 65-75 ц/га корм. ед. Модель позволяет прогнозировать изменение во времени исходного состояния свойств почв под воздействием факторов интенсификации. На ее основе возможно плановое управление процессами расширенного воспроизводства плодородия почв.

Оптимальные значения основных ее параметров характеризуются следующими показателями: мощность пахотного горизонта - 25-30 см; содержание доступных форм макроэлементов (в мг/100 г почвы) - азота (NO 3 + NH 4) - 3- 4,5; фосфатов -25 - 30 (по Кирсанову); обменного калия - 20- 25; магния - 10- 12; содержание микроэлементов (в мг/кг почвы): меди - 3-4, кобальта - 0,8-1,2, молибдена -0,1- 0,4, бора - 0,5-0,6, цинка - 6-7; реакция почвенного раствора - рН КС1 -6,0-6,5, рН н20 -6,5-7,0, подвижный алюминий отсутствует, гидролитическая кислотность - 1,5-2 мэкв/ 100 г почвы, сумма поглощенных оснований - 8-12 мэкв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями почвенного поглощающего комплекса - 80- 90%; объемная масса - 1,1- 1,2 г/см 3 ; порозность общая - 50- 55%, воздухоемкость - 25-30%; высокая активность почвенных ферментов - инвертазы (более 1 мг глюкозы), полифенолокси-дизы (свыше 3 мг пурпургалина), каталазы (более 1,3 мл кислорода); низкая активность пероксидазы и высокая нитрофикаци-онная способность. Для этих почв характерно отсутствие или незначительное проявление эродированности и завалуненности; запас продуктивной влаги в слое О-50 см к началу вегетации 130- 150 мм, коэффициент использования годовых осадков - 0,6-0,7.

Установлены нормативы затрат на изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв. Для повышения содержания гумуса в почве на 0,1% требуется внесение на гектар 30- 40 т навоза; для увеличения на 1 мг/100 почвы P 2 O и K 2 O - соответственно 40-45 кг/га фосфорных и 60-70 кг/га калийных удобрении; для смещения рН в первый год на 0,15-0,2 на суглинистых почвах и на 0,2-0,35 на супесчаных - внесение 1 т/га качественных известковых материалов.

В Латвийском НИИ земледелия и экономики сельского хозяйства разработана информационно-вычислительная система "почва-урожай". Она состоит из банков данных, постоянно пополняющихся детальной информацией о плодородии почв, истории полей, урожайности всех основных культур, выносе с урожаем питательных веществ из почвы, содержании в органических удобрениях элементов питания и т.д. С целью уменьшения количества хранящихся данных многие нормативы заданы в виде функциональных зависимостей. Для составления банка данных и нормативов использованы все доступные источники информации: данные агрохимического обследования почв, полевых опытов, рекомендаций, опыта лучших хозяйств и др. Рекомендации составляются с помощью ЭВМ. По данной методике составлены рекомендации по применению удобрений практически для всех хозяйств Латвии (Веверс, 1985).

Коллективом авторов ЮжНИИГиМа и научно-исследовательских учреждений Северного Кавказа (Кан, Бурдюгов, Бала-кай и др., 1985) создана региональная система программирования урожаев, содержащая в основе алгоритмы планирования агро-комплекса (ΑΠΑ). С помощью этих алгоритмов специалист хозяйства на основе доступных данных о состоянии поля может спланировать агрокомплекс, учитывающий индивидуальные особенности поля, технические возможности хозяйства, прогноз метеоусловий. ΑΠΑ содержит правила в разных формах: в виде выраженного словами логического условия, формулы, таблицы. Если в зоне действует служба программирования урожаев, располагающая математическими моделями культур, расчеты выполняются вычислительным центром. При этом качество планирования повышается. Опыт широкого применения этого метода в хозяйствах Северного Кавказа показал, что своевременное и качественное выполнение всего комплекса агротехнических мероприятий обеспечивает получение 60 ц/га озимой пшеницы, свыше ПО - зерна кукурузы, 600 ц/га - зеленой массы многолетних трав и кукурузы на силос.

2. Программирование урожайности и принципы программирования урожайности

картофель урожайность удобрение

Академик ВАСХНИЛ И. С. Шатилов дал следующее определение этому направлению в агрономической науке.

где у - средний урожай, ц с 1 га; а - свободный член уравнения; Ь - коэффициент регрессии; х - фактор времени.

1) прихода ФАР и использования ее посевами;

2) биоклиматических показателей;

3) влагообеспеченности посевов;

4) фотосинтетического потенциала посевов;

5) потенциальных способностей культуры, агрофитоценоза и набора культур в пожнивных и поукосных посевах.

Остальные принципы составляют технологическую схему программированного возделывания культур:

9) разработка конкретных мер по борьбе с болезнями и вредителями растений;

3. Принципы программирования урожая

3.1 Определение потенциальной урожайности по ФАР

Программирование осуществляется в два этапа:

1. разработка обоснованной программы получения расчетного урожая;

2. реализация программы с точным выполнением запланированных мероприятий.

Первым из расчётов является определение потенциальной урожайности по ФАР: Ничипоровича и Тооминга.

ПУ=, где

Сумма ФАР за период вегетации изучаемой культуры, выраженная в кДж приходящая на 1 см2

q – это количество энергии необходимая для создания 1 кг абсолютно сухого вещества

KQ – коэффициент использования ФАР

102 – перевод в проценты

103 – перевод в тонны

108 – перевод в килограммы

Уст =, где

Уст – урожай товарной продукции при стандартной влажности

Сумма частей то есть количества зерна + солома 1: 1,5 = 2,5

С – стандартная влажность

ПУ=, где

Km – это доля основной продукции к общему урожаю при стандартной влажности

Решение по Ничипоровичу:

ПУ= т/га

100,7 кдж/см2

Уст == 18,6 т/га

Решение по Томингу:

ПУ = = 17,9 т/га

По Ничипоровичу,

KQ = = 1,9 %

По Тоомингу.

KQ = = 1,9%

3500 * 25 = 87500 = 0,88 ц 3. Рассчитываем массу стержней от массы зерен, ц/га 0,88 - 100 % x - 25 % 4. Определяем массу зерна с 1 га 0,88 ц - 0,22 ц = 0,66 ц. 4. Технология возделывания культур 4.1 Размещение культуры в севообороте Озимая рожь по праву считается культурой низкого экономического риска, особенно в районах с бедными почвами и суровыми климатическими условиям. ...

25-75 ц/га, урожайность семян - 0,5-3,0 редко до 5,0 ц/га. Используется в селекционных программах в качестве одного из компонентов при скрещивании его с культурными видами - люцерной посевной и изменчивой. IV. Рекомендуемая технология возделывания культуры в хозяйстве 4.1 Размещение в севообороте Лучшие предшественники люцерны - озимые и пропашные культуры (картофель, овощи, кукуруза на...

Края преобладают тяжелые по механическому составу почвы (буроподзолистые, лугово-бурые, лугово-глеевые). На этих почвах трудно получить высокие урожаи. К легким и наиболее благоприятным для выращивания картофеля относятся остаточно-пойменные почвы. 2.Морфологические и биологические особенности роста картофеля. Картофель относится к семейству пасленовых (Solanaceae), роду Solanum. Род...

Рядке. Это создаёт благоприятные условия для появления дружных всходов кукурузы, положительно влияет на индивидуальную продуктивность растений. Существуют разные способы посева кукурузы. Например, согласно интенсивной технологии возделывания её можно высевать пунктирным способом. Но на ДВ основным является квадратно-гнездовой способ посева кукурузы с площадью питания 70570. Проводят его сеялками...