705801

используется культурными растениями не весь месяц и ее приход требует перерасчета:

вегетация в мае за период от всходов до конца месяца составила 17 дней (31 – 14 = 17). Дата 15 мая включается в длительность вегетационного периода.

Приход прямой радиации (S) в мае составляет:

	20097	× 17 = 11021 Дж/см2
	31

Приход рассеянной радиации (D):

	17584	× 17 = 9643 Дж/см2
	31

вегетация в августе с начала месяца до уборки, проводимой 10 августа, составляет 10 дней. Перерасчет идет аналогично, как и в предыдущем случае:

Приход прямой радиации (S) в августе составляет:

19259		× 10 = 6213 Дж/см2
31
	Приход рассеянной радиации (D):
20043		× 10 = 6465 Дж/см2
31
	Данные по приходу S и D за сентябрь в нашем слу-

чае не используются.

 Расчет суммы ФАР за вегетационный период:

QФАР = 0,42ΣS + 0,58ΣD = 0,42 × (11021 + 30982 + 27214 + 6213) + 0,58 × (9643 + 26795 + 27659 + 6465) = 0,42

× 75430 + 0,58 × 70562 = 72607 Дж/см2.

 Расчет ПУ абсолютно сухой биомассы:

	ПУ=	QФАР × КФАР	=	72607 × 3,0	= 13,04 т/га
		С × 1000		16,7 × 1000

Расчет ПУ основной продукции при стандартной влажности:

9

	ПУ × 100	13,04 × 100		7,2 т/га
ПУосн=	(100 - Wст) × (1+п) =		=
		(100-14) × (1,0+1,1)		зерна

Расчет ПУ побочной продукции при стандартной влажности:

ПУпоб = ПУосн × п = 7,2 × 1,1 = 7,9 т/га.

Вывод: При возделывании ячменя ярового в условиях Ленинградской области накопление в урожае 3% поступившей на посев ФАР (72607 Дж/см2) соответствует 7,2 т/га зерна и 7,9 т/га соломы.

Задание 2. РАСЧЕТ КЛИМАТИЧЕСКИ ОБЕСПЕЧЕННОЙ УРОЖАЙНОСТИ (КОУ)

2.1 РАСЧЕТ КЛИМАТИЧЕСКИ ОБЕСПЕЧЕННОЙ УРОЖАЙНОСТИ ПО ЗАПАСАМ ПРОДУКТИВНОЙ ВЛАГИ

Важными факторами жизни растений, наряду с ФАР, являются тепло и влага. Климатически обеспеченная урожайность – это урожайность, которая может быть получена в идеальных почвенных условиях и лимитируется влиянием различных климатических факторов (Бондарен-

ко Н.Ф., 1982).

Наиболее доступен расчет КОУ по запасам продуктивной влаги, особенно в условиях засушливого климата. Для образования одной единицы абсолютно сухой биомассы растения требуется определенное количество единиц влаги, которое принято называть транспирационным коэффициентом. Однако фактический расход воды растениями за весь вегетационный период больше, так как в начале вегетации площадь листьев растений невелика и значительное количество влаги испаряется непосредственно с поверхности почвы. Эти непродуктивные потери влаги следует обязательно

10

учитывать, поэтому для расчета КОУ используют коэффициент эвапотранспирации (КЭ), включающий в себя и транспирационный коэффициент, и потери влаги в результате непродуктивного испарения с поверхности почвы. Этот коэффициент варьирует в зависимости от погодных условий, уровня плодородия почвы, и уровня агротехники.

Если известно количество влаги затрачиваемой растением на создание единицы абсолютно сухой биомассы, и общее количество запасов продуктивной влаги на единице площади за вегетационный период, то можно обосновать КОУ путем деления общего количества продуктивной влаги на коэффициент эвапотранспирации (КЭ).

Общее количество продуктивной влаги за вегетационный период (W) складывается из запасов продуктивной влаги в почве на момент посева (Wп) и продуктивной влаги осадков в течение вегетационного периода (Wо). На момент посева влажность почвы максимальная и находится в пределах наименьшей влагоемкости, разница между наименьшей влагоемкостью и влажностью завядания (НВ

– ВЗ) показывает процент содержания продуктивной влаги

впочве. Все дальнейшие действия направлены на то, чтобы определить, сколько м3 продуктивной влаги находится

впочве по всей глубине слоя, для которого, по формуле 5, рассчитывается запас продуктивной влаги, на площади 1 га.

	W = Wп + Wо,		(5)
где: W	–	запасы продуктивной влаги в почве за вегета-
		ционный период, м3/га;
Wп	–	запас продуктивной влаги в почве на момент
		11

	посева, м3/га;
Wо	– продуктивная влага, поступившая с осадками
	в течение вегетационного периода, м3/га.
Wп = 100 × h × (НВ-ВЗ),		(6)
где: Wп	– запас продуктивной влаги в почве на момент
	посева, м3/га;

h– мощность слоя почвы, для которого рассчитывается запас влаги, м (h = 1);

НВ – наименьшая влагоемкость почвы, %; ВЗ – влажность завядания, %.

Количество продуктивной влаги, поступающей с осадками в течение вегетационного периода, суммируется за каждый месяц с поправкой на непродуктивные потери влаги осадков (коэффициент поверхностного стока), формула 7.

Wо за месяц = Ос – (kо × Ос),		(7)
где: Wо за месяц	продуктивная влага осадков, от поступив-
	шей в течение месяца, мм;
Ос	количество осадков, выпавших за текущий
	месяц, мм (заданное);
kо	коэффициент поверхностного стока в долях
	единицы (заданный).

Суммируя продуктивную влагу, поступившую с осадками за каждый месяц, вычисляем общее количество

12

продуктивной влаги осадков	за вегетационный период
(формула 8).
Wо=10 × ΣWо,	(8)

где: Wо - продуктивная влага, поступившая с осадками в течение вегетационного периода, м3/га;

ΣWо - сумма продуктивной влаги осадков, поступивших в течение вегетационного периода, мм;

10- коэффициент преобразования единиц измерения мм в м3/га (1 мм/га = 10 м3/га).

Количество тонн абсолютно сухой биомассы, которое может быть сформировано на 1 га культурными растениями за вегетационный период при наличии расчетного запаса продуктивной влаги (м3/га), вычисляется путем его деления на коэффициент эвапотранспирации (формула 9).

	КОУW =	W	,	(9)
		КЭ

где: КОУW – климатически обеспеченная урожайность абсолютно сухой биомассы, т/га

W– запасы продуктивной влаги в почве за вегетационный период, м3/га;

КЭ	– коэффициент эвапотранспирации, на 1 т
	абсолютно сухой биомассы, м3/т.

Пересчет урожайности абсолютно сухой биомассы на урожайность основной и побочной продукции при стандартной влажности производится аналогично, как и в

13

случае расчета потенциальной урожайности (см. формулу

3; 4).

	КОУосн. =	КОУW × 100	,	(10)
		(100 - Wст) × (1+п)

где: КОУосн. – климатически обеспеченная урожайность основной продукции при стандартной влажности, т/га;

КОУW – климатически обеспеченная урожайность абсолютно сухой биомассы, т/га;

Wст	–	стандартная влажность основной про-
		дукции, %;
1 + п	–	сумма частей основной	и побочной
		продукции по массе при	стандартной

влажности.

	Расчет урожайности побочной продукции:
	КОУпоб = КОУосн × п,	(11)
где:	КОУпоб – климатически обеспеченная	урожай-
	ность побочной продукции при стан-

дартной влажности, т/га;

ПРИМЕР РАСЧЕТА КОУ ПО ЗАПАСАМ ПРОДУКТИВНОЙ ВЛАГИ

Исходные данные:

культура – ячмень яровой;

почва – суглинистая;

наименьшая влагоемкость почвы (НВ) – 30%;

влажность завядания (ВЗ) – 10%;

коэффициент эвапотранспирации (КЭ) – 350 м3/т;

вегетационный период – с 15 мая по 10 августа;

14

мощность слоя почвы (h) – 1 м;

стандартная влажность основной продукции – 14%;

соотношение основной и побочной продукции – 1,0 : 1,1;

осадки и коэффициент поверхностного стока:

	Месяц года	май	июнь	июль	август	сентябрь
	Количество осадков,	45	40	45	50	50
	мм
	Коэффициент по-	0,15	0,20	0,10	0,10	0,10
	верхностного стока

1.Расчет запасов продуктивной влаги в почве

на дату посева:

Wп = 100 × h × (НВ-ВЗ) = 100 × 1 × (30-10) = 2000 м3/га;

2. Расчет поступления продуктивной влаги с осадками проводится за каждый месяц по формуле: Wо за месяц = Ос – kо × Ос, затем суммируется за вегетационный период и, путем умножения на 10, преобразуются единицы измерения мм в м3/га (1 мм соответствует 10 м3/га).

Как и в задании 1, следует учитывать, что в мае месяце растения вегетировали 17 дней (от даты начала всходов с 15 мая), а в августе от начала месяца и до уборки – 10 дней.

	Wо май =	45	×	17	–	0,15	×	45	× 17	= 21,0 мм;
		31						31
	Wо июнь =	40	–	0,20	×	40	=	32,0 мм;
	Wо июль =	45	–	0,10	×	45	=	40,5 мм;
	Wо август =	50	×	10	–	0,10	×	50	× 10	= 14,5 мм.
		31						31

15

Wо= 10 ΣWо за вегетационный период = 10 × (21,0 + 32,0 + 40,5

+14,5) = 10 × 108 мм = 1080 м3/га.

3.Путем сложения количества продуктивной влаги в почве на дату посева и продуктивной влаги, поступившей с осадками, определяется общий запас про-

дуктивной влаги в почве за вегетационный период:

W = Wп + Wо = 2000 + 1080 = 3080 м3/га.

4.Вычисление КОУ абсолютно сухой биомассы:

W 3080

КОУW = КЭ = 350 = 8,8 т/га.

5.Расчет климатически обеспеченной урожайности основной продукции при стандартной влажности:

КОУосн. =		КОУW × 100		=	8,8 × 100	=	4,9 т/га
	(100 - Wст) × (1+п)				(100–14) × (1,0+1,1)		зерна

6.Расчет климатически обеспеченной урожайности побочной продукции при стандартной влажности: КО-

Упоб = КОУосн × п = 4,9 × 1,1 = 5,4 т/га.

Вывод: Ресурсы продуктивной влаги обеспечивают получение урожайности ячменя ярового в условиях Ленинградской области на уровне 4,9 т/га зерна (что составляет 68% от уровня ПУ) и 5,4 т/га соломы.

2.2 РАСЧЕТ КЛИМАТИЧЕСКИ ОБЕСПЕЧЕННОЙ УРОЖАЙНОСТИ ПО ГИДРОТЕРМИЧЕСКОМУ

ПОКАЗАТЕЛЮ (ГТП)

В основе данного метода лежит формула линейной регрессии, разработанная А.М. Рябчиковым:

КОУГТП = 2,2 × ГТП – 1,0,

(12)

где:	КОУГТП - климатически обеспеченная урожай-
	ность абсолютно сухой биомассы, т/га;
	16

ГТП - гидротермический показатель, в баллах; 2,2 и 1,0 - статистические коэффициенты;

Преимуществом данного метода, по сравнению с предыдущим, является то, что он одновременно учитывает ресурсы тепла (радиационный баланс) и запасы продуктивной влаги:

	ГТП =		W × n × 4186	,	(13)
			36 × R
	где:	ГТП – гидротермический показатель, в баллах;

W– запасы продуктивной влаги за вегетационный период, мм;

n– количество декад за вегетационный период;

4186	– коэффициент преобразования ккал в Дж
		(введен после перехода на систему SI);
36	–	количество декад в году;
R	–	радиационный баланс, Дж/см2.

Примерный суммарный радиационный баланс вычисляется, путем увеличения суммарного прихода ФАР на 5% (применив коэффициент 1,05):

R = QФАР × 1,05,			(14)
где: R	–	суммарный радиационный баланс, Дж/см2;
QФАР	–	приход ФАР за вегетационный период, Дж/см2;
			17

1,05 – коэффициент пересчета.

Урожайность основной продукции при стандартной

влажности и побочной (КОУосн. и КОУпоб.) определяют по формулам 3; 4.

ПРИМЕР РАСЧЕТА КОУ ПО ГТП

Исходные данные: те же, что и в предыдущих заданиях, в том числе рассчитанные:

суммарный приход ФАР: QФАР = 72607 Дж/см2;

запасы продуктивной влаги W = 3080 м3/га = 308 мм;

1.Вычисление суммарного радиационного баланса:

R= QФАР × 1,05 = 72607 × 1,05 = 76237 Дж/см2;

2.Вегетационный период с 15 мая по 10 августа составляет 88 дней или 8,8 декады;

3.Вычисление ГТП по формуле 13:

	ГТП =	W × n × 4186	=	308 × 8,8 × 4186	= 4,13 балла;
		36 × R		36 × 76237

4. Вычисление КОУ по формуле 12:

КОУГТП = 2,2 × ГТП – 1,0 = 2,2 × 4,13 – 1,0 = 8,09 т/га;

5.Урожайность основной продукции при стандартной влажности и побочной продукции вычисляют аналогично, как в первых двух случаях:

КОУосн. =	КОУГТП × 100		=		8,09 × 100	=	4,5 т/га
	(100 - Wст) × (1+п)				(100–14) × (1,0+1,1)		зерна

КОУпоб = КОУосн × п = 4,5 × 1,1 = 5,0 т/га.

Вывод: Биоклиматические ресурсы Ленинградской области обеспечивают получение урожайности ячменя на уровне 4,5 т/га зерна (что составляет 63% от уровня ПУ) и 5,0 т/га соломы.

18