Расчет потенциального урожая (ПУ) по приходу ФАР

Известно, что 90—95% всей биомассы растений составляю органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза. Увеличить урожай растений - это значит повысить их фотосинтетическую продуктивность, а также коэффициенты использования солнечной радиации.

Приход фотосинтетически-активной радиации (ФАР) изменяется в зависимости от географической широты по временам года. Для Самарской области приход по месяцам приведен в приложении 4. Для расчета ФАР, приходящей на посев определенной культуры, требуется установить фактическую продолжительность вегетационного периода и суммировать ФАР соответственного числа дней каждого месяца.

Приводим пример расчета ФАР за период вегетации ячменя. Период от всходов до созревания у него составил 85 дней(с 6.V по 31.VII). В данном случае ФАР (Q фар) за вегетацию ячменя составит:

 

31,35 * 25 (1)

Qфар = ------------------ + 34,7 + 31,77 = 91,76 кДж/см²

31

Однако коэффициент использования ФАР (Кфар) посевами будет зависеть от многих причин: сорта, почвенного плодородия, влагообеспеченности, технологии возделывания и других факторов. Согласно данным А. А. Ничипоровича (1966), коэффициент использования ФАР обычных производственных посевов составляет 1,5...3% и рекордных — 3,5...5 %. Он установил, что наиболее высокие урожаи создают посевы, имеющие общую площадь листовой поверхности 40…50 тыс. м²/га, поглощающие при этом максимум солнечной радиации.

Расчет потенциальной урожайности биомассы при заданном коэффициенте использования ФАР, оптимальном режиме метеорологических условий и высокой культуре земледелия рассчитывается по формуле:

Qфар * Кфар * 10⁴ (2)

Убиол. = ---------------------------, где

К

Убиол — максимально возможная величина урожая абсолютно сухой массы, ц/га;

Q фар — приход ФАР за вегетационный период культуры, кДж/см²;

К фар — коэффициент использования ФАР посевом, %;

К — калорийность единицы урожая (1 кг), кДж, (приложение 5);

10⁴ – коэффициент перевода в абсолютные величины.

 

Пример:

Рассчитать потенциальную урожайность ячменя при использовании 2 % ФАР.

91,76 * 2 * 10⁴

Убиол. = ---------------------- = 95,45 ц/га.

19 228

Далее, исходя из соотношения зерна к соломе и стандартной влажности, необходимо рассчитать урожай зерна, пользуясь следующей формулой:

Убиол. * 100 (3)

Уз = ------------------, где

(100 – В) * Л

Уз—урожай зерна или какой-либо другой основной с.-х. продукции при стандартном содержании в ней влаги, ц/га;

В — стандартная влажность основной продукции, %;

Л — сумма частей в отношении основной и побочной продукции в общем урожае биомассы (например, при соотношении основной и побочной продукции 1: 1,4 Л = 2,4).

 

95,45 * 100

Уз = --------------------- = 46,25 ц/га

(100 – 14) * 2,4

 

Рассчитанный урожай зерна в 46,25 ц/га при использовании 2 % солнечной радиации, не следует считать предельным. Увеличивая коэффициент использования ФАР до 4…5 и более процентов, можно рассчитать максимальный урожай сельскохозяйственных культур. Однако такие урожаи можно получить лишь при оптимальном сочетании водного, пищевого и воздушного режимов. В связи с тем, что природно-климатические условия нашей страны весьма разнообразны, при программировании урожаев необходимо установить факторы ограничивающие рост продуктивности посевов для каждой почвенно-климатической зоны.

 

Фотосинтетически активная радиация на широте Самарской области

 

Месяцы	Приход ФАР, кДж/см2	Месяцы	Приход ФАР, кДж/см2
Январь	5,02	Июль	31,77
Февраль	8,36	Август	26,76
Март	17,98	Сентябрь	15,89
Апрель	25,5	Октябрь	8,78
Май	31,35	Ноябрь	4,6
Июнь	34,7	Декабрь	3,35
За год 214,1

Калорийность сельскохозяйственных культур,

Соотношение основной и побочной продукции

 

Культура	Стандартная влажность продукции, %	Отношение основной продукции к побочной	Сумма частей (Л)	Калорийность кДж 1 кг сухой биомассы
целое растение	основная продукция	побочная продукция
Пшеница озимая		1:1,8	2,8	18 600	19 019	17 975
Яровая мягкая		1:1,5	2,5	18 810	19 228	17 975
Яровая твердая		1:1,5	2,5	19 020	19 395	18 183
Рожь озимая		1:2	3,0	18 392	18 810	18 015
Ячмень		1:1,1	2,1	18 475	18 935	18 057
Овес		1:1,3	2,3	18 392	18 726	18 100
Просо		1:1,7	2,7	19 228	19 646	18 810
Гречиха		1:2,5	3,5	18 977	19 310	18 392
Горох		1:1,5	2,5	19 688	20 482	18 935
Соя		1:1,1	2,1	20 065	20 482	19 228
Подсолнечник		1:3	4,0	18 600	19 311	18 100
Кукуруза на зерно		1:1,2	2,2	17 138	17 555	16 720
Кукуруза на силос		1,0	1,0	16 302	16 302	16 302
Картофель		1:0,7	1,7	17 975	18 225	17 723
Сахарная свекла		1:0,5	1,5	17 680	18 140	17 598

 

Таблица 3

Потенциальные урожаи полевых культур (ПУ) по использованию ФАР

Культура	Qфар кДж/см2	Кфар, %	К, кДж/кг	Убиол, т/га	Л	В, %	ПУ основной продукции, т/га
Озимая рожь
Озимая пшеница
Яровая пшеница
Ячмень
Овес
Кукуруза на зерно
Кукуруза на силос
Просо

Расчет действительно возможного урожая (ДВУ)