Програмування врожайності та принципи програмування врожайності. Вісім принципів програмування, які можуть полегшити вам життя сільськогосподарської науки та аграрної освіти

Шатилов Іван Семенович - видатний радянський російський дослідник природи, видний вчений в галузі біології та технології обробітку сільськогосподарських культур, завідувач кафедри рослинництва Тимірязівської сільськогосподарської академії (ТМХА) (сьогодні - Російський державний аграрний університет - МСГА імені М.К.Тімерязєва).

Народився 19 січня 1917 року в селі Махрівка нині Борисоглібського району Воронезької області у селянській родині. Російська.

У дитячому віці був усиновлений дідом, який дав йому своє прізвище та по батькові. Рано пізнав важку селянську працю. У 1929 році закінчив початкову школу, у 1934 році – Махрівську школу селянської молоді. Надалі вступив і у 1938 році закінчив Урюпінський сільськогосподарський технікум. Працював на посаді дільничного агронома МТС, потім на посаді агронома Урюпинської сортовипробувальної ділянки. У тому ж 1938 році вступив на агрономічний факультет Тимірязівської сільськогосподарської академії (ТМХА).

Закінчити академію не встиг через початок Великої Вітчизняної війни. З 30 червня 1941 року брав участь у будівництві оборонних споруд під Єльнею. З жовтня 1941 року у діючій армії. Воював у складі протитанкового винищувального батальйону, згодом був мінометником. Бився під Смоленськом, на Калінінському фронті, брав участь у обороні Москви. Виявив безстрашність та героїзм. Одним із перших кинувся на прапор фашистського полку, першим увірвався до штабу німецької дивізії, захопив цінні документи. У ході боїв дістався військового звання старшого сержанта.

У січні 1943 року І. С. Шатілов був відкликаний з фронту для продовження навчання в академії. У 1944 році з відзнакою закінчивши академію, був зарахований до аспірантури при кафедрі рослинництва. У 1947 році успішно захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук на тему «Порівняння польових травосумішей». З цього часу на педагогічній та науковій роботі. У період з 1947 по 1951 рік – помічник кафедри рослинництва ТСХА. З 1951 по 1956 рік – старший науковий співробітник дослідної станції польництва ТСХА. З 1956 по 1960 рік – доцент кафедри рослинництва ТШХА. З 1960 по 1963 рік – проректор ТСХА з наукової роботи. З 1963 по 1971 рік – ректор ТСХА. Очолюючи академію, добився відкриття у ближньому Підмосков'ї навчально-дослідного господарства «Михайлівське» та експериментальної наукової бази.

У 1968 році успішно захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук. Також написав монографію «Біологічні засади польового травосіяння в Центральному районі Нечорноземної зони», яка була визнана однією з найкращих.

У період з 1971 по 1972 рік виконував обов'язки академіка-секретаря Відділення землеробства та хімізації сільського господарства ВАСГНІЛ (Всесоюзна академія сільськогосподарських наук імені В.І.Леніна) (сьогодні – Російська академія сільськогосподарських наук (РАСГН)). У 1972 році був обраний дійсним членом (академіком) ВАСГНІЛ. Став віце-президентом ВАСГНІЛ.

У 1973 році в журналі «Вісник сільськогосподарської науки» опублікував статтю «Принципи програмування врожайності», в якій відбив поєднання нових наукових тенденцій з традиціями наукової школи ТШХА, показавши на практиці застосування нових технологічних принципів при вирощуванні зернових, кормових, картоплі та інших культур.

З 1979 по 1985 рік – голова Президії Всеросійського відділення ВАСГНІЛ. З 1985 року – заступник Голови Держагропрому РРФСР. З 1985 по 1991 рік – завідувач кафедри рослинництва ТШХА.

Указом Президії Верховної Ради СРСР від 16 січня 1987 року за великі заслуги у розвиток сільськогосподарської науки та у зв'язку з сімдесятиріччям від дня народження Шатілову Івану Семеновичуприсвоєно звання Героя Соціалістичної Праці з врученням ордена Леніна та золотої медалі «Серп та Молот».

Також з 1989 по 1990 рік – радник президії ВАСГНІЛ, з 1990 року – почесний президент РАСГН. З 1991 по 1998 рік – професор кафедри рослинництва МСГА. З 1998 по 2006 рік – консультант кафедри рослинництва МСГА.

Офіційно на пенсії з 1993 року, але до 2001 року продовжував читати лекції, займатися науковою роботою, проводити консультації.

І.С.Шатилов – основоположник цілого наукового напряму – теорії програмування врожаїв сільськогосподарських культур. Був керівником досліджень, у яких вивчалося споживання елементів мінерального харчування та фотосинтетична діяльність рослин у процесі вегетації у різних польових культур. У ході цих досліджень були встановлені основні фізіологічні параметри розвитку рослин у посівах у динаміці та їх роль у формуванні високого врожаю. Послідовно, перевіряючи та розвиваючи ідею програмування врожайності польових культур, І. С. Шатілов виробив принципи програмування врожайності та створив формулу програмування врожайності.

Також І.С. Шатилову належить велика заслуга у створенні меморіалу воїнам Великої Великої Вітчизняної війни - співробітникам ТСХА.

Член-кореспондент ВАСГНІЛ, дійсний член (академік) ВАСГНІЛ (1972), кандидат сільськогосподарських наук (1947), доктор сільськогосподарських наук (1968), професор по кафедрі «Рослинництво» ТСХА, почесний академік Академії наук Республіки Башкортль, почесний Гумбольда, іноземний член Польської академії наук та Академії сільськогосподарських наук НДР.

Член комітету з Ленінських та Державних премій, член Державної експертної комісії Держплану СРСР, член Президії Вищої Атестаційної Комісії при Раді Міністрів СРСР, член редколегій низки наукових журналів («Известия ТСХА», «Вісник сільськогосподарської науки», «Доповіді ВАСГНІЛ»).

У 1999 році Міжнародним біографічним центром в Кембриджі І. С. Шатілов був включений до 130 видатних дослідників світу. Автор понад 400 наукових праць. За його редакцією чи у співавторстві написано понад 30 наукових праць. Про самого І. С. Шатілова написано 9 книг. Під його науковим керівництвом було написано понад 50 кандидатських та 9 докторських дисертацій.

Нагороджений 3 орденами Леніна (02.12.1965, 18.01.1977, 16.01.1987), орденами Жовтневої Революції (11.12.1973), Великої Вітчизняної війни 2-го ступеня (11.03.1958). .1971), російським орденом «За заслуги перед Батьківщиною» III ступеня (1997), медалями, знаком «Відмінник соціалістичного сільського господарства» (1965), іноземними орденами «За заслуги перед Батьківщиною» (НДР), Кирила та Мефодія 1-го ступеня (Болгарія), медалями Монгольської Народної Республіки, медаллю імені С.І. Вавілова («За видатний внесок у пропаганду знань»).

Федеральне державне освітнє

установа вищої професійної освіти

"Російський державний аграрний університет-МСГА імені К. А.Тімірязєва"

(ФГОУ ВПО РДАУ-МСХА К. А.Тімірязєва)

Центральна наукова бібліотека ім. Н. І.Железнова

Матеріали до біобібліографії діячів

сільськогосподарської науки та аграрної освіти

ІВАН СЕМЕНОВИЧ

ШАТИЛІВ

УДК 016: 633/635 (092)

Редакційна колегія:

В. М. Баутін – голова, член-кореспондент РАСГН; Р. Ф. Байбеков, професор; Г. І.Баздирєв, професор; О. В. Захаренко, -кореспондент РАСГН; Р. Г. Ахметов, професор; В. Д.Наумов, професор; Г. М. Орлов, професор; Є. І. Кошкін, професор; А. А.Дручек, доцент; Н. В. Дунаєва, канд. пед. наук; А. М. Гатаулін, член-кореспондент РАСГН; В. І. Кірюшин, академік РАСГН; Н. Н. Третьяков, член-кореспондент РАСГН.

Іван Семенович Шатілов / Упоряд. Г.А. Макаренка; Авт. вступ. ст.: В. М. Баутін, Г. Г. Гатауліна, Н. С. Архангельський, Н. В. Дунаєва - М., 2007 - с. – (Матеріали до біобібліогр. діячів с.-г. науки та аграр. освіти / ЦНБ РДАУ-МСХА ім. К. А.Тімірязєва).

Іван Семенович Шатілов – відомий вчений у галузі біології та технології обробітку сільськогосподарських культур. У 1999 році Міжнародним біографічним центром у Кембриджі (Англія) Шатілов І. С. був включений до числа 130 видатних дослідників.

Ivan Semenoviсh Shatilov був відомий соціальний specialist in the biology and technology

of the grown agricultural crops. У 1999 International biographical centre в Cambridge був долучений I. S. Shatilov в 130 номер за розкладом дослідника of the peace

про життя та діяльність

Івана Семеновича Шатілова.

Іван Семенович Шатилов – видатний російський дослідник природи, видатний вчений у галузі біології та технології обробітку сільськогосподарських культур, що увійшов до переліку видатних дослідників двадцятого століття.

Іван Семенович Шатілов народився 19 січня 1917 року в селянській родині у селі Махрівка Борисоглібського району Воронезької області. Змалку Іван Семенович виховувався в сім'ї діда, який усиновив його, давши йому своє прізвище та по батькові. Дідусь, Семен Дмитрович та бабуся, Василиса Єфремівна, були абсолютно неписьменними, але дуже добрими та працьовитими людьми. працювали від зорі до зорі, не гребуючи ніякої роботи: Семен Дмитрович теслював у Борисоглібську та Москві, Василиса Єфремівна вела домашнє господарство. Дитинство Вані проходило в роботі на невеликій присадибній земельній ділянці, у допомозі по господарству, у постійному контакті з природою, загалом з раннього віку він був привчений до важкої селянської праці.

1929 року Іван Шатілов закінчив початкову школу, 1934 року – Махрівську школу селянської молоді. Далі навчання в Урюпинському сільськогосподарському технікумі, який Іван Шатилов закінчив у 1938 році, де був найкращим учнем. Трудова діяльність Івана Семеновича розпочалася після закінчення технікуму на посаді дільничного агронома МТС, а потім на посаді агронома Урюпинської сортовипробувальної ділянки, де й виявилися його неабиякі здібності. Тому 1938 року його відпустили вступати до Тимірязівської сільськогосподарської академії. Він успішно склав усі іспити і був зарахований на агрономічний факультет.

Однак у 1941 році навчання перервалося - почалася Велика Вітчизняна. 30 червня великий студентський загін Академії був спрямований на будівництво оборонних споруд під Єльню, серед яких був студент 4-го курсу І. Шатілов. У жовтні 1941 року Іван Семенович був зарахований до протитанкового винищувального батальйону, який увійшов до складу 5-ї дивізії, а потім рядовий Шатилов стає мінометником 158-ї дивізії, яка вела кровопролитні бої під Смоленськом. Після Смоленська Семенович брав участь у героїчній обороні Москви. Потім він бився на Калінінському фронті, був учасником прориву глибоко ешелонованої оборони супротивника. Івану Семеновичу була властива юнацька безстрашність, наприклад, він одним із перших кинувся на прапор полку фашистських загарбників, першим увірвався до штабу німецької дивізії, де були захоплені дуже цінні документи і таких епізодів було чимало. Починав війну Семенович рядовим, а закінчив старшим сержантом.

У січні 1943 року за наказом головнокомандувача серед багатьох студентів-старшокурсників І. С. Шатілов повернувся з фронту на 4-й курс агрономічного факультету для продовження навчання. У 1944 році І. С. Шатілов з відзнакою закінчивши Тимірязівку, був зарахований до аспірантури при кафедрі рослинництва. На формування його наукового світогляду впливало постійне спілкування та робота під керівництвом видатних вчених, таких як академік І. В. Якушкін, який був його науковим керівником; володів енциклопедичними знаннями, видатний практик професор В. А. Харченко, який довгий час був консультантом Міністра сільського господарства Бенедиктова І. А.; професора І. С. Шулов та В. Н. Степанов; найдосвідченіший методист доцент А. Н. Троїцький, та багато інших. Під керівництвом І. В. Якушкіна І. С. Шатіловим були виконані оригінальні дослідження з використанням мічених атомів.

У 1947 році І. С. Шатілов успішно захистив дисертаційну роботу на здобуття ступеня кандидата сільськогосподарських наук на тему: «Порівняння польових травосумішей».

Талант І. С. Шатілова багатогранно розкрився у науковій, педагогічній, громадській діяльності, яка нерозривно була пов'язана з улюбленою кафедрою рослинництва Тимірязівської сільськогосподарської академії. Завидна і відданість своєї alma mater, що рідко зустрічається.

В Івані Семеновичу найкращим чином поєднувалися природні обдарування, широта кругозору, професійна майстерність, невтомна праця та чуйна до людей.

Наукова діяльність Івана Семеновича розпочалася і довгі роки була пов'язана з вивчення біології багаторічних трав та розробкою технології їх вирощування. Протягом 1948-1964 р.р. ним було опубліковано низку наукових праць, присвячених біологічним та агротехнічним основам польового травосіяння, в яких Іван Семенович розвивав В. Р. Вільямса. У коло інтересів І. С. Шатілова входили такі проблеми, як відмінність між травопольною голландською системою землеробства та багатоваріантним польовим травостоєм, так необхідним у всіх ґрунтово-кліматичних зонах Росії, і дозволяли зберігати ґрунтову родючість. Закладаючи досліди з вивчення біології та технології обробітку конюшини червоної, як модельної культури, І. С. Шатілов був послідовником К. А. Тимирязєва, і продовжувачем досліджень академіка П. І. Лісіцина та професора А. М. Дмитрієва, в роботах яких поєднувалися завдання польового кормовиробництва та екології сільського господарства. Агротехніку конюшини червоної та інших польових культур І. С. Шатілов тісно пов'язував з фізіологією, біохімією та генетикою, що й було новаторством у рослинництві. цьому свідчить тематика публікацій Івана Семеновича в даний період його наукової діяльності: зимостійкість та морозостійкість конюшини червоної залежно від віку, добрив, тривалості посухи; тіневитривалість; поживних речовин; фотосинтез конюшини та інших багаторічних трав. Підсумком його тривалих досліджень стала блискуче захищена в 1968 році докторська дисертація та монографія «Біологічні основи польового травосіяння в Центральному районі Нечорноземної зони», яка була визнана однією з найкращих.

І. С. Шатілов – основоположник цілого наукового напряму – теорії програмування врожаїв сільськогосподарських культур. Дослідження в галузі біології та фізіології рослин переконали його в необхідності проведення таких досліджень у рослинництві, на основі яких можливе моделювання та управління продукційним процесом. Він наголошував, що фізіологія рослин є теоретичною основою рослинництва і що в наш час фактично створюється новий напрямок – приватна фізіологія польових культур. Він був глибоко переконаний, що без знання конкретних параметрів за всіма фізіологічними режимами (з поправками на особливості різних генотипів та умов середовища) неможливо займатися програмуванням урожаїв. Він приділяв особливу увагу кількісній теорії фотосинтезу, розробкою якої займалися його учні різних культурах. керівництвом І. С. Шатілова була здійснена серія досліджень, в яких вивчалося споживання елементів мінерального харчування та фотосинтетичних рослин у процесі вегетації у різних польових культур. Було встановлено основні фізіологічні параметри розвитку рослин у посівах у поступовій динаміці та його роль формуванні високого врожаю. Послідовно, перевіряючи та розвиваючи ідею програмування врожайності польових культур, він виробив принципи програмування врожайності та створив формулу програмування врожайності.

Ще одна особливість Івана Семеновича – він уміло поєднував нові наукові тенденції з традиціями наукової школи Тимірязівки та доводив нові тенденції у технології до впровадження у виробництво. Так, з ініціативи І. С. Шатілова, у 71-й області Російської Федерації у виробництві застосовувалися нові технологічні принципи при вирощуванні зернових, кормових, картоплі та інших культур. Ці принципи було викладено у статті “Принципи програмування врожайності”, опублікованій у журналі “Вісник сільськогосподарської науки” за 1973 рік. У 1980 році у співавторстві з А. Ф. Чудновським було опубліковано монографію "Агрофізичні, агрометеорологічні та агротехнічні основи програмування врожаю".

І. С. Шатілов зазначав, що п'ятдесят відсотків наукової та практичної інформації у сільському господарстві дають вищі навчальні заклади, що у цьому відношенні вони “на рівних” з науково-дослідними інститутами, де тяжіє “план”, тоді як професорсько-викладацький склад вишів всіх країнах, працюючи на вільно обраній тематиці, у багаторічній роботі знаходить свої оригінальні підходи до вирішення важливих проблем. "Досліджуючи - учимо" - любив він цитувати І. А.Стебута.

Новий етап у розвитку наукових досліджень І. С. Шатілова пов'язаний з балансовими дослідами на польових культур у сівозміні, які були закладені на експериментальній базі учгоспу “Михайлівське” Московської області. Фактично був організований, на якому велися цілодобові спостереження за газообміном, водообміном, зростанням та іншими параметрами рослин. «Наша лабораторія – говорив І. С. Шатілов, – це прообраз системи ділянок контролю за ходом формування врожаю усієї країни. Від програмування до управління врожаєм через інструментальний моніторинг продукційного процесу під час безперервної реєстрації основних життєвих функцій». Іван Семенович разом із співробітниками проводив у польових умовах багаторічні комплексні дослідження із застосуванням сучасного обладнання, у тому числі лазерної та електронно-обчислювальної техніки. Його найближчими соратниками у проведенні балансових дослідів на полігоні в «Михайлівському» протягом багатьох років були А. Г. Замараєв та Г. В. Чаповська. В результаті унікальних досліджень було вивчено радіаційний режим і використання сонячної енергії посівами польових культур, були встановлені: фотосинтезу дихання рослини в цілому, так і її окремих органів у польових умовах, а також сумарне водоспоживання та рослин, поверхневий та інфільтрація. У міру накопичення та аналізу експериментальних даних було встановлено баланс азоту, а також баланс інших елементів мінерального живлення у сівозміні на дерново-підзолистому ґрунті. Разом із співавторами Іван Семенович опублікував серію статей, у яких були представлені математичні моделі мінерального харчування, фотосинтетичної діяльності польових культур, вологообігу рослин у сівозмінах інтенсивного типу. Дослідження велися на стику низки наук: загальної біології, фізіології рослин, метеорології, біофізики, рослинництва, т. е. на вістрі наукових та виробничих пріоритетів. Фактично на цьому полігоні день і ніч "йшла битва за істину в науці, за пошук нових шляхів підйому та розвитку сільського господарства Росії". Результати балансових польових дослідів стали науковою основою теорії підвищення продуктивності та екологічної стійкості агроландшафтних систем.

І. С. Шатілов створив чудову наукову школу. Під його керівництвом було захищено 55 кандидатських та 10 докторських дисертацій. Значно більшій кількості вчених він допоміг своїми порадами, глибоко вникаючи у суть досліджуваних питань. Іван Семенович активно підтримував молодих вчених та особливо перспективні дослідження, незалежно від місцезнаходження того чи іншого дослідника.

Іван Семенович Шатілов був не просто прекрасним педагогом, а мав особливий педагогічний дар. Його ім'я вписано в Золоту книгу найкращих лекторів академії. Ясність мислення та мови виявлялися у його лекціях, що він, як і Д. Н.Прянишников, продумував і будував з урахуванням складу слухачів. Цикл своїх лекцій він постійно удосконалював, систематично включаючи до них новий матеріал. Наприкінці кожної лекції залишав по 5-10 хвилин для відповідей на запитання та уточнення основних положень теми, що викладається.

Його лекції вирізнялися насиченим змістом. Вони завжди робився особливий наголос на теоретичні основи рослинництва, наводилися переконливі наукові дані. Студенти слухали його з такою увагою, начебто те, що він викладав, було для кожного з них життєво необхідним та особливо важливим. Іван Семенович на лекціях ніколи не користувався записами, за винятком тих випадків, коли треба було процитувати будь-якого автора або викласти цифрові дані для наукових журналів. На лекціях семінарських занять Іван Семенович часто ставив студентів перед певною виробничою ситуацією і зазвичай запитував: «Як має вчинити грамотний агроном? ». Майбутні агрономи активно включалися до обговорення. Іван Семенович уважно вислуховував кожного і потім ретельно розбирав, до яких наслідків привело б те чи інше рішення і чому.

Недостатня кількість того чи іншого фактора може бути компенсована відповідними прийомами агротехніки. Агротехнічними прийомами можна послабити чи посилити вплив чинників життя зростання, розвиток рослин та формування врожаю.

Принципи програмування врожаїв (за І. С. Шатіловим)

Першийпринцип передбачає щодо рівня врожайності використання гидротермических показників середовища.

Другийпринцип враховується щодо потенційної врожайності с/г. рослин і ґрунтується на залежності врожайності від приходу ФАР та коефіцієнта використання рослинами ФАР.

Третійпринцип передбачає визначення потенційних можливостей культури та відбір для вирощування у конкретних природних умовах сортів за їхніми потенційними можливостями.

Четвертийпринцип полягає у взаємозв'язку врожайності зі сформованим в агрофітоценозі фотосинтетичним потенціалом (ФП) і передбачає формування такого фотосинтетичного потенціалу, який забезпечує отримання високого врожаю.

П'ятийпринцип передбачає обов'язкове та правильне застосування основних законів наукового землеробства та рослинництва.

Шостийпринцип полягає у розробці системи добрива, що враховує ефективну родючість ґрунту, а також потреба рослин у поживних речовинах, необхідних для вирощування програмованого врожаю високої якості.

Сьомийпринцип полягає у розробці та застосуванні комплексу агротехнічних заходів, що враховує вимоги культури (сорту) до умов зростання, а також умови агрометеорологічної обстановки. Чітка реалізація розробленого комплексу агротехнічних заходів має забезпечити отримання програмованого врожаю.

Восьмийпринцип передбачає забезпечення рослин вологою в оптимальних кількостях, в неорошуваних умовах - визначення та підтримання рівня врожайності, виходячи з кліматичних умов та особливостей зони.

Дев'ятийпринцип - принцип обов'язкового захисту рослин від шкідників, хвороб, бур'янів, що забезпечує вирощування здорових рослин.

Десятийпринцип передбачає створення банку даних про біологічні особливості польових культур, умови їх проростання, експериментальні матеріали, що оцінюють різні агротехнічні прийоми та операції, використання сучасної обчислювальної техніки.

Рівні врожайності, прийняті у методі програмування

У методі програмування врожайності розрахунки ведуть такі її рівні:

1. Потенційна врожайність (ПУ) – гранично можливий рівень урожайності; лімітується приходом ФАР, її ККД та біологічними особливостями культури, сорту;

2. Кліматично забезпечена врожайність (КОУ) - врожайність, яка може бути отримана в конкретних кліматичних умовах при оптимізації решти всіх факторів життя рослин. Лімітується КОУ елементами клімату, погодою.

3. Дійсно можлива врожайність (ДВУ) – максимальна врожайність, яка може бути отримана на конкретному полі, з його реальною родючістю в метеорологічних умовах. Лімітується ДВУ родючістю ґрунту.

4. Програмована врожайність (ПрУ) – це врожайність, яку планують одержати на конкретному полі відповідно до комплексу розроблених агротехнічних заходів. Рівень ПрУ визначається через величину КОУ та ДВУ шляхом оптимізації поживного режиму ґрунту.

5. Урожайність у виробництві (УП) – це фактично досягнутий рівень урожайності у конкретному господарстві.

Агрометеорологічні умови регіону та забезпеченість ячменю

кліматичними факторами

Радіаційний режим

Таблиця 1. Надходження сонячної радіації

Місяці року	Надходження сумарної сонячної радіації, ккал/см 2	Прихід сумарної ФАР, ккал/см 2
Вересень

Прихід ФАР за вегетацію ячменю – 29.3 ккал/см 2 ккал/м 2 2.93 ккал/га 0.293.

Температурний режим

Таблиця 2. Середня температура повітря за декадами

Місяці року

Таблиця 3. Дати настання середніх добових температур повітря вище за певні межі та число днів з температурою, що перевищує ці межі.

Висновок: Проаналізувавши таблицю 3, можна дійти невтішного висновку у тому, що температурний режим дозволяє висівати ячмінь оптимальні терміни.

Водний режим

Таблиця 4. Сума опадів за декадами

Місяці року

Річна сума опадів 580 мм

Ґрунтові вологозапаси:

Навесні (на дату посіву) у метровому шарі ґрунту 189

Рівень залягання ґрунтових вод, м 0,6

Висновок: Проаналізувавши дані таблиці 4, можна зробити висновок про те, що водний режим є досить сприятливим для обробітку ячменю в даному регіоні.

Визначення потенційної врожайності (ПУ) за О.О. Ничипоровичу.

ПУ – потенційна біологічна врожайність абсолютно сухої біомаси, т/га;

∑Qфар – прихід сумарної ФАР за період вегетації культури в зоні, млрд. ккал/га (кДж/га);

К - запланований ККД ФАР;

q-калорійність 1 кг сухої біомаси врожаю, ккал/кг.

Для перерахунку врожаю на стандартну вологість:

,

У ст. - Стандартна вологість;

ПУ СТ. ВЛ. = 100 = 192ц/га.

ПУ господарсько цінної частини врожаю (зерно, бульби та ін.):

ПУ госп. ст.вл. ,

С – сума складових урожаю (зерно + солома).

ПУ ХОЗ. СТ.ВЛ. = ×100 = 87.2ц/га.

Величину ПУ зерна або іншої основної продукції можна розрахувати за допомогою рівняння, запропонованого професором Х. Г. Тоомінгом:

ПУ госп. = 10 4 × К фар × К m ×

ПУ ХОЗ – потенційна врожайність зерна чи іншої продукції за стандартної вологості;

∑Q ФАР – сумарний прихід ФАР за період вегетації культури ккал/см2;

К m – коефіцієнт господарської ефективності врожаю.

ПУ ХОЗ. = 104×2.5×0.553×=91.6ц/га.

Визначення кліматично забезпеченої врожайності (КОУ).

Визначення КОУ за ресурсами вологи (КОУw) .Методика заснована на визначенні співвідношення кількості вологи

Кожен із етапів програмування включає досить конкретні елементи. Акад І. С. Шатілов виділив 10 рядів елементів програмування, які назвав принципами. Основна їх суть така: 1) розрахувати потенційну врожайність (ПУ) використання ФАР посівами;

3) спланувати реальну господарську врожайність (РПУ) за ресурсами, що є у господарстві; 4) розрахувати для спрогнозованої врожайності площу листової поверхні, фотосинтетичний потенціал (ФП)
та інші фітометричні показники; 5) всебічно проаналізувати закони землеробства та рослинництва та правильно використовувати їх у конкретних умовах програмування; 6) розрахувати норми добрив та розробити систему ефективного їх використання; 7) скласти баланс води та для умов зрошення розробити систему повного забезпечення посівів водою за періодами вегетації; 8) розробити систему агротехнічних заходів виходячи з вимог сорту, що вирощується; 9) розробити систему захисту посівів від шкідників, хвороб та бур'янів; 10) скласти картку вихідних даних та використовувати ЕОМ для визначення оптимального варіанту агротехнічного комплексу після досягнення запрограмованої врожайності за величиною та якістю.

Для правильного обґрунтування запрограмованої врожайності потрібно врахувати господарські можливості та всебічно проаналізувати ресурси природних факторів урожайності, які у польових умовах суттєво майже не змінюються. Це насамперед сонячна радіація, тепло, волога, мінеральні сполуки ґрунту та добрив, вуглекислота повітря. Тому в процесі програмування розраховують потенційну врожайність за використанням ФАР на рівні гарного посіву (А. А. Нічі-поровичем 1,5 – 3 %), повного використання природних ресурсів вологи та тепла – дійсно можливою, або кліматично забезпеченою врожайністю (ДГУ, КУ) та ефективного використання господарських ресурсів урожайності – реальну програмовану господарську врожайність (РПУ).

Визначення потенційної врожайності. Потенційна врожайність у програмуванні - це максимальна врожайність, яку теоретично можна отримати при заданому надходженні та коефіцієнті засвоєння ФАР посівом (КфаР, ККД фар, %) та оптимальному забезпеченні іншими факторами (Х. Г. Тоомінг). Її розраховують за формулою А. А. Нічипоровича

де ПУ – потенційна врожайність сухої біомаси, ц/га; надходження ФАР на посів у період активної вегетації культури, кДж/га;к- запланований коефіцієнт засвоєння ФАР, %; Q -

питома енергетична ємність сухої біомаси культури, що вирощується, кДж/кг.

ФАР – це частина інтегральної радіації з довжиною хвилі від 380 до 720 нм, що викликає фотохімічні реакції у зелених частинах рослин. Її розраховують за рівнянням

де Cse – ефективний коефіцієнт переходу від інтегральної прямої радіації до ФАР (залежить від географічної широти та пори року, але змінюється мало і в середньому становить 0,42); Cd - коефіцієнт переходу від інтегральної розсіяної радіації до розсіяної ФАР (у середньому 0,60); - сума прямої інтегральної радіації,

кДж/см2; 2 D - сума розсіяної інтегральної радіації, кДж/см2.

Коефіцієнт засвоєння ФАР посівами (ККДФАР посівів) коливається у значних межах, але зазвичай не перевищує 5%. Лише за винятково сприятливих умов навколишнього середовища він досягає 8 – 10 %, а теоретично можливий коефіцієнт становить 15 – 18 % (Х. Г. Тоомінг, 1977).

Перерахунок від ПУ біомаси до ПУ господарсько-цінної частини врожаю проводять за формулою

де с-стандартна вологість господарсько цінної частини врожаю,%; а - сума частин основної та побічної продукції врожаю.

Визначення справді можливої ​​врожайності (ДДУ). Нерегульовані або малорегульовані фактори місцевості майже завжди знаходяться не в оптимальних для рослин кількостях та співвідношеннях та обмежують ККД ФАР посівів. Тому врожайність, як правило, нижча за ту, яка відповідає максимально можливому для культури ККД ФАР. Урожайність, розраховану за малорегульованими та нерегульованими факторами вологозабезпечення та тепловими ресурсами, називають дійсно можливою, або кліматично забезпеченою (ДГУ, КУ). ДУЮ за вологозабезпеченістю визначають на підставі даних про ресурси вологи (W, мм) та питома витрата води на утворення одиниці сухої речовини біомаси або одиниці господарсько цінної частини врожаю, тобто коефіцієнта транспірації (ТК), або коефіцієнта водовитрати (КВ, мм/ ц, т/ц, т/м3). Визначають ДДУ за формулою

де ДМУ-у першій формулі врожайність сухої біомаси, ц/га, у другій - урожайність господарсько цінної частини врожаю або загальної маси врожаю, ц/га, що залежить від взятої величини КВ; W – ресурси вологи, доступної для рослин, мм.

Ресурси доступної рослин вологи можна визначити декількома способами. Найбільш простим є визначення за формулою

де Wp.o – середньорічне кількість опадів, мм; Кр.о - коефіцієнт

використання опадів; П-потік води з підґрунтових вод, мм.

Близько 30 % річної кількості опадів стікає з талими водами з поверхні ґрунту, відтікає поверхневим і ґрунтовим стоком під час вегетації, випаровується з поверхні ґрунту та стає недоступною для рослин.

Конкретніше ресурси доступної для рослин вологи можна визначити, використовуючи дані про запаси доступної для рослин вологи в період відновлення вегетації озимих культур і багаторічних трав, а для ярих культур - на період їх сівби (Wв, мм) за багаторічними даними метеостанції, на період збирання культури ( Wз.о, мм) - кількість опадів, що випадає за вегетаційний період культури (WB 0), та коефіцієнта корисності опадів, що випали за вегетацію (Кв.о). Для цього використовують такі формули:

Розрахунок ДДУ з біогідротермічним потенціалом продуктивності (БГПП). На основі багаторічних досліджень професор А. М. Рябчиков зробив висновок, що здатність території формувати певну кількість фітомаси залежить від поєднання таких факторів, як світло, тепло, волога, тривалість вегетаційного періоду. Продуктивність місцевості із поєднанням цих факторів можна визначити у балах біогідротермічного потенціалу (БГПП) за формулою

де Кр – біогідротермічний потенціал продуктивності, балів; W -

ресурси продуктивної вологи, мм; Тв – період активної вегетації культури, декади; R-радіаційний баланс цей період, кДж/см2. Аналогічні показники продуктивності території мають при розрахунку її за гідротехнічним показником продуктивності (ГТП):

де ГТП - гідротермічний показник продуктивності, балів; КЗВ - коефіцієнт зволоження; Тв – тривалість вегетації, декад.

КЗВ визначають як співвідношення між енергією, яку треба витратити на випаровування ресурсів вологи (W, мм), і фактичним надходженням енергії за вегетаційний період (R, кДж/см2) за формулою

Урожайність сухої біомаси визначають за формулою

Справді можлива врожайність, розрахована за кліматичними чинниками, залежить від сортових особливостей культури, управління процесами формування певних частин урожаю (наприклад, господарсько корисної частини) тощо.

Визначення виробничої врожайності. При визначенні реальної врожайності, яку можна отримати у виробничих умовах конкретного господарства, аналізують урожайність районованих сортів на сортоділянках, кращих господарствах, наукових установах. Наприклад, для зернових культур використовують формулу, запропоновану М. С. Савицьким:

В = РКЗА: 1000,

де У-врожайність зерна, ц/га; Р-кількість рослин на 1 м2 на період збирання; К-продуктивна кущистість рослин; С-кількість зерен у колосі (суцвітті); А – маса 1000 зерен, г.

Реальна виробнича врожайність (РВУ) залежить від реалізації ґрунтової родючості та від кліматичних факторів місцевості. Якщо коефіцієнт реалізації близький до 1 (100%), РВУ відповідає ДДУ. Якщо він нижчий, то й РВУ менше за ДДУ. Реалізація кліматичних умов залежить від задоволення культури регульованими у виробничих умовах матеріальними (ресурсними) факторами врожайності.

Чинники життя частково можна регулювати агротехнічними заходами. З огляду на правильно застосованих агротехнічних прийомів вирішальний впливом геть повноту використання природних чинників врожайності має режим харчування, але в зрошуваних полях зрошення. Тому РВУ визначають з урахуванням цих чинників. Реальну виробничу врожайність розраховують за формулою

де РВУ – врожайність культури, ц/га; Б - бал бонітету ґрунту; Ц - ціна бала ґрунту, ц/бал; К - кількість органічних добрив, запланованих під культуру, т/га; км - кількість мінеральних добрив, запланованих під культуру, ц/га; Oo та Ом - відповідно окупність приростом урожаю 1 т органічних та 1 ц мінеральних добрив, ц; Кп, Оп - інші виділені культури кошти та їхня окупність урожаєм.

Якщо добрив у господарстві достатньо, то РВУ планують за ДМУ та під неї розраховують дози добрив.

В умовах зрошення РВУ розраховують за ресурсами поливної води на основі окупності 1 м3 води врожаєм культури за формулою

де М-ресурси поливної води, м3/га; Кв – окупність 1 м3 води приростом урожаю, ц.

Під заплановану за ресурсами вологи врожайність розраховують норми добрив та інших засобів. Якщо поливна вода не є фактором, що лімітує, то РВУ планують за ПУпри ККД ФАР не нижче 2,5 — 3 %. Під цю врожайність розраховують необхідну кількість поливної води, добрив та інших засобів.

Можна також визначити врожайність культури за ефективною родючістю ґрунту. Це доцільно робити в першу чергу на родючих ґрунтах, після переорювання пласта трав.

Врожайність можна розраховувати і за рівняннями лінійної та множинної регресії (Всеросійський науково-дослідний інститут кормів, А. С. Образцов). Розрахувати загальну врожайність біомаси сорту можна за рівняннями множинної регресії

де Уо – загальна врожайність біомаси, ц/га сухої речовини при скошуванні на висоті 5 – 6 см; Уп - генетичний потенціал урожайності сорту (залежить від його скоростиглості та тривалості дня в період сходів), ц/га; КСП -нормована функція оптимального терміну сівби (сп - кількість днів після оптимального терміну сівби зернових культур, враховується лише зниження врожайності внаслідок ураження рослин шкідниками, хворобами або запізнення із сівбою); К1, Ке - функції оптимальності умов температури та зволоження

період від посіву до цвітіння)(К,Ке1 і від цвітіння до дозрівання (К2,Ке2); Кт - вік травостою (для багаторічних трав); КNPK - вміст NPK у ґрунті та добривах; КрН - кислотність ґрунту; Кок.ґ - окультуреність ґрунту;Кг - густота стояння рослин;К3 п - засміченість посіву;Квіл - ступінь вилягання рослин;К-фаза

розвитку рослин на момент збирання; В-показник виходу готового корму (залежить від технології збору, консервування та зберігання продукції); Ке - забезпеченість технікою та трудовими ресурсами.

Розрахунки врожаю зерна та кормів за такими рівняннями проводять на ЕОМ.

Після розрахунку дійсно можливого врожаю і потенційного врожаю слід порівняти їх і опрацювати технології переходу з одного рівня врожаю до іншого, вищого (Вф — Вдм — Впв).

Для програмування врожайності в умовах природного нестійкого та недостатнього зволоження приймають середньорічні показники (І. С. Ша-тілов).

Програмування має на меті лише оптимізувати всі процеси технології вирощування. Потрібно оптимізувати енергетичні витрати та вирішити організаційні питання: формування агрегатів, навчання виконавців, створення загонів та ланок із вирощування запрограмованих урожаїв, забезпечення відповідними приладами для спостереження за умовами вегетації, умови оплати праці та ін.

І. С. Шатілов вважає, що можуть бути 3 етапи програмування: отримання високого запрограмованого врожаю за рахунок використання родючості ґрунту та добрив, коли баланс поживних речовин може бути частково негативним; одержання високих урожаїв із збереженням родючості ґрунту та отримання високих та надвисоких урожаїв із підвищенням родючості ґрунту. Третій етап можливий лише у господарствах з високою інтенсифікацією рослинництва та тваринництва (щоб забезпечити позитивний баланс поживних речовин у ґрунті).

Перед складанням прогностичної програми мінімального агрокомплексу вирощування культури деталізуючі питання дебіту вологи за вегетаційний період культури в умовах поля, її кількості може бути використана посівом. На заплаві визначають також фактичний рівень ґрунтових вод. Якщо він регулюється, визначають оптимальний рівень щодо цієї культури. У разі потреби планують часткове зрошення у періоди зниження відносної вологості повітря.

Слід завчасно визначити фітометричні параметри посіву заданої продуктивності, тобто визначити оптимальну площу листя за періодами вегетації, фотосинтетичний потенціал посіву, чисту продуктивність фотосинтезу та на цій основі обґрунтувати норму висіву під запрограмований урожай (Г. К. Каюмов, 1989). Ці роботи є теоретичною розробкою процесу програмування, але, на жаль, на практиці вони ще використовуються недостатньо і замінюються більш простим: визначення (в дослідах) щодо кожного ґрунтово-кліматичного регіону кількісного та просторового розміщення рослин, густоти стеблестою та способом посіву. На основі встановлюють норму висіву культури.

Розрахунки доз внесення добрив. Важливим аспектом системи програмування є оптимізація режиму мінерального харчування культури. Для цього уточнюють динаміку рухомих сполук поживних речовин у ґрунті - азоту, фосфору, калію, а також інших макро- та мікроелементів, винесення їх прогнозованою врожайністю культури. На цій основі розраховують потребу поживних речовин на запрограмовану врожайність.

Норму добрив під запрограмовану врожайність розраховують за формулою

де Д-доза добрива, кг/га; В-програмований урожай, ц/га; П- вміст поживних речовин у ґрунті, мг на 100 г; B1 – винесення поживних речовин на 1 ц основної продукції з відповідною кількістю побічної, кг; Км - коефіцієнт переведення, мг на 100 г кг/га; Ку – коефіцієнт використання поживної речовини з добрива, частка від одиниці; Кп - коефіцієнт використання поживної речовини із ґрунту, частка від одиниці.

При розрахунку норм добрив на запрограмовану врожайність враховують призначення посіву на зерно для отримання коренеплодів, бульбоплодів, вегетативної кормової зеленої маси. У посівах на корм, коли використовується вся рослина (листя, стебла, суцвіття), потрібно забезпечити якомога більший вміст листа в урожаї (наприклад, один - і багаторічні трави, кукурудза на зелений корм та інші культури зеленого конвеєра). Для цього велике значення має достатнє азотне харчування рослин, яке забезпечує формування високого врожаю вегетативної маси та достатній вміст протеїну. Однак, щоб у кормі не було надлишку нітратів, дозу азоту слід збалансувати із внесенням (або наявністю у ґрунті) фосфору та калію. Враховують також розміщення культури у сівозміні, рівень підготовки працівників, наявність техніки, організують регулярний контроль за своєчасністю та якістю проведення всіх робіт, спостереження за ходом формування врожаю. Отримані дані обробляють та приймають відповідні рішення щодо догляду за посівом та збирання врожаю.

Прогностична програма формування урожаю культури (модель продукційного процесу). Передбачають та намічають хід формування врожаю сорту чи гібриду певної культури в умовах конкретного поля.

На основі детального вивчення біології та екології сорту (гібриду) з урахуванням абіотичних та біотичних факторів вегетації передбачають (прогнозують) календарні терміни настання фенологічних фаз (бажано і етапів органогенезу), динаміку вологості ґрунту та вмісту поживних речовин у ньому, динаміку наростання листової поверхні та маси рослин, оптимальну густоту стебластої, структуру врожаю. На основі попередніх досліджень та з урахуванням метеорологічного прогнозу передбачають засміченість, види бур'янів, пошкодження шкідниками та хворобами, ймовірність вилягання посіву, способи збирання врожаю та ін.

Отримані дані використовують для складання технологічної схеми вирощування та програми коригування умов вегетації культури - розробки додаткових заходів щодо поліпшення цих умов (якщо вони значно відхилятимуться від оптимальних) за рахунок додаткових зрошень, освіжаючих поливів, додаткових заходів боротьби з бур'янами, шкідниками, хворобами на випадок епізоотії або епіфітотії та ін.

Інформація про стан посіву має надходити регулярно. У складніших системах, наприклад, при вирощуванні запрограмованих урожаїв на зрошуваних ділянках інформація може надходити на ЕОМ в результаті застосування спеціальних приладів з чутливими датчиками безпосередньо від рослин. Це вже є найвищим етапом програмування та забезпечення оптимальних умов вегетації рослин. В основному це має місце в овочівництві при вирощуванні культур закритого ґрунту, де від рослин та з ґрунту (субстрату) постійно надходить на ЕОМ інформація та видаються відповідні команди, настанови щодо підтримки заданих параметрів вегетації рослин.

Мінімальний агрокомплекс. Наступний етап програмування – технологічний, який включає складання агрокомплексу, технологічної схеми та технологічної карти (технологічного проекту) вирощування культури. Крім того, мінімізація технології має протиерозійне значення, сприяє збереженню родючості ґрунту.

Сучасна технологія вирощування (мінімальний агрокомплекс), наприклад, для зернових, передбачає поверхневий обробіток, виконання кількох прийомів за один прохід далі. Враховується конкретна ситуація, що складається на полі з урахуванням агрометеорологічних факторів. Дуже велике значення при цьому має загальний рівень агротехніки у сівозміні, екологічна чистота поля, підбір сортів, стійких проти бур'янів, хвороб, шкідників тощо.

Агрокомплекс можна зобразити у вигляді таблиці або мережевого графіка, на якому по вертикалі відображають зверху вниз усі основні агротехнічні прийоми, починаючи з внесення добрив, лущення стерні, оранки (у разі потреби) та закінчуючи збиранням урожаю. Прийоми догляду та збирання врожаю пов'язують із фазами росту та розвитку рослин культури. Це загальна побудова системи вирощування культури, передумови подальшої деталізації технологічного процесу.

Технологічна схема вирощування культури. Розробка технологічної схеми (технології вирощування програмованого врожаю як основи технологічної карти, або технологічного проекту вирощування культури передбачає визначення технологічних операцій (прийомів) вирощування, складу агрегату, термінів проведення робіт, агротехнічні вимоги та примітки:

Прийом вирощування

Склад агрегату

Термін виконання

Агротехнічні вимоги

Примітки

машини, знаряддя, зчіпки

При вирощуванні культури за екологічно чистою енергозберігаючою технологією важливо максимально використовувати агротехнічні та біологічні заходи щодо догляду за посівом. Потрібно, зокрема, добре очистити поля від бур'янів восени та навесні, застосувати (де можна) до — і післясходові боронування, міжрядні обробки із присипанням захисних смуг та підгортанням рослин. Технологічна схема передбачає також підбір сорту (гібриду), який слабко уражається шкідниками та хворобами, не лягає тощо, а тому не потребує додаткових енергетичних витрат на пестициди, ретарданти та ін.

Можливо кілька варіантів технологічних схем. Слід порівняти їх за енергоємністю, визначивши витрати сукупної енергії на окремі технологічні операції та загалом щодо агрокомплексу вирощування. Наведемо розрахунки витрат сукупної енергії на вирощування гречки за двома технологіями - традиційною із застосуванням та без застосування пестицидів (табл. 15).

15. Витрати сукупної енергії на вирощування гречки за традиційною та альтернативною (пропонованою) технологіями (за А. С. Алексєєвою)

Прийоми вирощування

Витрати сукупної енергії за технологією, МДж/га

традиційної

альтернативною

Лущення стерні у два сліди

Повторне лущення (у разі потреби)

Внесення мінеральних добрив та вапняних матеріалів (підготовка, навантаження, транспортування, внесення, енергоємність добрив)

Внесення бактеріальних добрив (на торфі)

Зяблеве оранка

Ранньовесняне боронування

Перша та друга культивації

Підготовка насіння

Протруювання

Повітряно-теплове обігрів

Внесення гербіцидів (з урахуванням їхньої енергоємності)

Передпосівне коткування

Посів (транспортування та навантаження насіння, посів, енергоємність насіння)

Прикочування посіву

Довсходове (одне) та післясхідне (два) боронування

Міжрядне оброблення (двічі)

Підгортання

Вивіз бджолосімей на посів

Скошування у валки

Підбирання та обмолочування валків Транспортування зерна

Очищення зерна

Скидання соломи

376 991 1041 383 401 487 23 024

4300 680 729 102 814

4516 94 285 714 437 376 991 1041 383 401 487 18 072

Програмування та охорона навколишнього середовища. У рослинництві програмування має бути тісно пов'язане з охороною навколишнього середовища. Наприклад, вирощування надвисоких урожаїв за рахунок систематичного внесення великої кількості мінеральних азотних добрив може призвести до утворення нітрозоа-мінів, які є дуже шкідливими для тварин і людини. Оптимальні дози добрив для конкретних умов можуть збільшувати у ризосфері кореневої системи кількість ґрунтової асоціативної мікрофлори, підвищити ефективність добрив. Так, оптимальними нормами азоту, особливо в роздрібному внесенні, можна збільшити кількість азотфиксирующих бактерій. При цьому покращується розкладання клітковини, посилюється біологічна активність ґрунту, підвищується врожайність культури.

p align="justify"> При програмуванні велике значення має сортова (гібридна) технологія. Треба мати на увазі технологію сортотипів та вдосконалювати її щодо конкретного сорту (гібриду).

(Visited 309 times, 1 visits today)