Принципи програмування

3.1. Принципи програмування

Розробка програми вирощування заданого рівня врожаю неможлива без врахування законів землеробства. Всі вони відображені у сформульованих акад. І.С. Шатиловим десяти принципах програмування врожаю.

Дати характеристику основним принципам програмування врожаю. Вказати, які з них використовують для розрахунку потенціального врожаю, а які – для розробки технології його одержання.

3.2. Методи прогнозування

Прогнозування врожайності – це науково обґрунтоване передбачення можливої величини і якості врожаю на певний період. У польових умовах урожай формується під впливом нерегульованих факторів. В ідеальному їх усі й треба враховувати під час прогнозування врожаю.

Приділити увагу вивченню методів прогнозування найважливіших факторів продуктивності посівів: прогноз запасів доступної вологи рослинам у різні періоди вегетації, сум активних, середньодобових і ефективних температур, несприятливих метеорологічних факторів, густоти рослин і стеблостою, розвитку хвороб і шкідників, дат настання фенологічних фаз та ін.

Описати методи прогнозування врожаїв с.-г. культур: експертних оцінок; аналогій; вирівнювання динамічних рядів врожайності та їхня екстраполяція; кореляційно-регресивного моделювання.

3.3. Прогнозування урожайності культури методом вирівнювання динамічного ряду за результатами вирощування у господарстві

Метод вирівнювання динамічного ряду є досить поширеним аналітичним методом прогнозування. Його основою є припущення про стійку тенденцію зміни врожайності в часі. Даний метод широко використовують для прогнозування врожаїв на перспективу на основі сукупного результату господарської діяльності без вичленування впливу кожного конкретного фактора, тобто на основі тенденцій, які склалися в господарстві по забезпеченню засобами захисту рослин, добривами, технікою, сортооновлення, управління виробництвом тощо. Для цього краще мати дані про врожайність культури не менше як за 10 попередніх років.

Прогнозовану врожайність розраховують, використовуючи рівняння лінійної регресії:

, де

у – прогнозована врожайність в n-му році, ц/га;

а – вільний член рівняння;

в – коефіцієнт регресії;

х - фактор часу (порядковий номер року, на який прогнозується врожайність).

З метою проведення розрахунків необхідно скласти таблицю визначення врожайності програмованої культури (табл. 5).

Таблиця 5– Визначення тренду врожайності культури

Рік	Фактор часу (х)	х²	Врожайність, ц/га (у)	ху


і т.д.	і т.д.

	Σх		Σу

Потім розрахунки виконують у такій послідовності. Визначають середні значення х і у , тобто х та у.

де n – кількість років.

Значення в визначають за формулою:

;

Значення а визначають за формулою:

Потім отримані результати підставити у рівняння лінійної регресії і визначити врожайність культури на перспективу.

3.4. Розрахунок ефективності використання кліматичних ресурсів

Особливе значення при програмуванні врожаю польових культур має аналіз кінцевих результатів, що дозволяє оцінити повноту та ефективність використання ресурсів основних факторів росту рослин: ФАР, тепла, вологи, природної родючості ґрунтів та внесених добрив. Така оцінка можлива тільки після закінчення вегетаційного періоду, обліку врожаю та характеристики погодних умов.

3.4.1. Ефективність використання ФАР

Маючи фактично одержаний виробничий чи дослідний урожай (У_ф), можна визначити фактичне значення коефіцієнта використання ФАР (К_ФАР). Цю величину розраховують за формулою:

, де

К_ФАР – фактичний коефіцієнт використання посівом ФАР, %;

У_ф – фактична врожайність основної продукції, ц/га;

q – калорійність абсолютно сухої біомаси, кДж/кг (додаток Б);

ΣQ_ФАР – сумарне надходження ФАР за період активної вегетації культури (додаток В);

10⁴ – коефіцієнт перерахунку в фізичні величини.

На основі отриманого результату зробити висновок щодо ефективності використання природних ресурсів (класифікація посівів за здатністю поглинати ФАР).

3.4.2. Ефективність використання ресурсів тепла

При вивченні даного питання необхідно визначити суму температур за період активної вегетації, що характеризують умови конкретного року.

Ефективність використання ресурсів тепла розраховують за формулою:

, де

Ет – ефективність використання ресурсів тепла, %;

Уф – фактична врожайність, ц/га;

ДМУ_БКП – дійсно можлива врожайність за біокліматичним потенціалом, ц/га.

, де

БКП – біокліматичний потенціал продуктивності, балів;

Σt 10⁰С – сума ефективних температур за період активної вегетації (додаток В);

1000⁰С – сума температур на північній межі землеробства;

, де

Кзв – коефіцієнт зволоження території;

W – ресурси доступної вологи для рослин, мм;

R – радіаційний баланс на період активної вегетації культури, кДж/см²(додаток В);

0,25 – коефіцієнт скритої теплоти випаровування.

Запаси доступної вологи для рослин розраховують за формулою:

, де

Wгз – ґрунтові запаси доступної вологи рослинам на час сівби ярих культур або на період відновлення весняної вегетації озимих, мм (додаток Г);

Wо – кількість опадів за вегетацію, мм (додаток Д);

Ко – корисний коефіцієнт використання опадів (у середньому становить 0,7);

Wгв – надходження вологи в кореневмісний шар ґрунту з ґрунтових вод (якщо ґрунтові води залягають глибше 3 м, то в розрахунки не враховують);

Wз – залишкова кількість доступної вологи рослинам на час збирання культури, мм.

Дійсно можливу врожайність (ц/га) за біокліматичним потенціалом розраховують за формулою:

, де

Кп – продуктивність культури залежно від ступеня зволоження (додаток Е);

Кр – біологічна продуктивність культури за різного ступеня зволоження (додаток Ж).

При відомих теплових умовах (Σt>10⁰С) і фактичному врожаю (Уф) визначити фактичний рівень землеробства (КЗф). Коефіцієнт, який кількісно характеризує кількісний рівень землеробства, розраховують за формулою:

, де

КЗф – фактичний рівень землеробства, т/га на 1000⁰С;

Σt>10⁰С – сума t за активний період року.

Знаючи суму активних температур за період вегетації культури (Σt>10⁰Свег) і зіставивши її з сумою температур за період активної вегетації, визначають ступінь використання культурою даного сорту (гібриду) теплового ресурсу за формулою:

, де

Сt – ступінь використання теплового ресурсу, %;

Σt>10⁰С(вег) – сума активних температур за період активної вегетації культури, ⁰С;

Σt>10⁰С – сума температур за активний період вегетації, ⁰С.

На основі проведених розрахунків зробити висновок щодо впливу ресурсів тепла на урожайність культури.

3.4.3. Ефективність використання ресурсів вологи

Вивчення цього питання є більш складним, оскільки може мати досить різну глибину аналізу. Для більш детального вивчення цього питання необхідно встановити фактичну кількість вологи, яку використала рослина для формування врожаю. Цю величину визначають за формулою:

де W – запаси продуктивної вологи, мм;

Wо – кількість опадів за вегетацію, мм (додаток Д);

Ко – коефіцієнт використання опадів;

Wз – залишкова кількість вологи на час збирання, мм;

Wгз – грунтові запаси продуктивної вологи в кореневмісному шарі грунту, мм (додаток Г).

За запасами продуктивної вологи розраховують дійсно можливу врожайність або кліматично забезпечений врожай за вологозабезпеченістю посівів:

, де

ДМУа.с.б. – дійсно можлива врожайність абсолютно сухої біомаси за ресурсами вологи, ц/га;

W – запаси продуктивної вологи, мм;

ТК – транспіраційний коефіцієнт (додаток З);

, де

ДМУо – дійсно можлива врожайність основної продукції, ц/га;

Со – базова (стандартна) вологість основної продукції, %;

а – сума частин основної та побічної продукції в загальному врожаю (додаток Б).

Розрахунок коефіцієнта водоспоживання на величину дійсно можливого врожаю основної продукції проводять за формулою:

, де

КВ – коефіцієнт водоспоживання, мм/т;

ДМУо – дійсно можлива врожайність основної продукції, т/га.

Фактичний коефіцієнт водоспоживання розраховують за залежністю:

, де

КВф – фактичний коефіцієнт водоспоживання, мм/т;

Уф – фактична врожайність, т/га.

Ефективність використання вологи, як природного ресурсу, визначають за формулою:

, де

Еф – ефективність використання ресурсів вологи, %;

Уф – фактична врожайність, т/га;

ДМУо – дійсно можлива врожайність основної продукції, т/га.

Коефіцієнт використання опадів визначають на основі величини фактичної врожайності за формулою:

, де

Ко – фактичний коефіцієнт використання опадів, %;

Wф – необхідна кількість вологи для формування фактичного врожаю, мм;

Wгз – ґрунтові запаси продуктивної вологи кореневмісному шарі грунту, мм;

Wо – кількість опадів за вегетацію, мм.

, де

W – запаси продуктивної вологи, мм;

Квф – коефіцієнт водоспоживання фактичний, мм/т;

Після проведення розрахунків зробити висновки щодо ефективності використання ресурсів вологи та атмосферних опадів. Крім того, необхідно враховувати, що коефіцієнт використання опадів відображає не лише ту частину опадів, яка залишилась в шарі грунту 0 – 100 см протягом вегетації, але й рівномірність їх випадання та ступінь використання культурою. Відповідно із збільшенням фактичного врожаю значення цього коефіцієнта збільшується.

3.4.4. Ефективність використання ресурсів живлення рослин

Методика проведення розрахунків ефективності використання ресурсів живлення:

1) При відомому бонітеті ґрунту або фактичному вмісті в ньому елементів живлення і внесеній кількості добрив визначають можливий рівень врожаю, який може бути отриманий за рахунок даного рівня живлення:

, де

Упр – програмована врожайність, ц/га;

Д_NPK – доза внесення мінеральних добрив, ц/га;

Ом – окупність 1 ц д.р. мінеральних добрив приростом врожаю (додаток К);

Оо – окупність 1 т органічних добрив приростом врожаю (додаток К);

Б – бал бонітету грунту (додаток Л);

Уб – урожайна ціна бала (додаток М);

Д – норма внесення органічних добрив, т/га.

2) Після цього визначають ефективність використання посівами ресурсів живлення:

, де

Ер.ж. - ефективність використання ресурсів живлення, %;

Уф – фактична врожайність, ц/га;

Упр – програмована врожайність за рахунок даного рівня живлення, ц/га.

3) За необхідності можна розділити фактичний урожай на одержаний за рахунок бонітету грунту і внесених добрив та визначитись із фактичним значенням окупності як 1 бала бонітету, так і мінеральних чи органічних добрив. Крім того, всі ці дані дозволяють також розрахувати фактичний коефіцієнт використання елементів живлення із внесених добрив.

Фактичну урожайність, яка сформувалась за бонітетом грунту (Уфб) розраховують за формулою:

, де