Обеспеченность светом

Урожай сельскохозяйственных культур формируется в процессе фотосинтеза в результате использования энергии солнечной радиации. К.А. Тимирязев считал, что: «Предел плодородия данной площади земли определяется не количеством удобрений, не количеством влаги, а количеством световой энергии, которую посылает на данную поверхность Солнце. Каждый луч Солнца, не уловленный поверхностью поля, луга, пастбища, богатство, потерянное навсегда, и за растрату которого более просвещенный потомок когда-нибудь осудит своего невежественного предка».

Человечество использует в полеводстве 0,5—1,5% радиации солнца при теоретически возможном КПД 12—13%. Чтобы достичь таких показателей, необходимо самым серьезным образом заниматься фотосинтезом.

Таблица 2.

Продолжительность дня (светлой части суток) в сельскохозяйственном предприятии СПК "Каркинитский"

Месяц	Число дней	Число часов	Возможное число часов солнечного сияния^*		Фактическое число часов солнечного сияния		Средняя продолжительность дня, ч.м.	Полуденная высота солнца на 15-е число месяца
			часы	% от В	часы	% от Г
А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И
Январь	31	744	286	38.4	78	27.3	9.14	23°53'
Февраль	28	672	291	43.3	98	33.7	10.23	32°20'
Март	31	744	369	49.6	147	39.8	11.54	42°52'
Апрель	30	720	405	56.3	199	49.1	13.30	54°46'
Май	31	744	460	61.8	262	57.0	14.49	63°52'
Июнь	30	720	467	64.9	280	60.0	15.34	68°19'
Июль	31	744	474	63.7	323	68.1	15.17	66°32'
Август	31	744	436	58.6	306	70.2	14.04	59°03'
Сентябрь	30	720	370	51.4	241	65.1	12.20	48°02'
Октябрь	31	744	340	45.7	189	55.6	10.55	36°29'
Ноябрь	30	720	288	40.0	117	40.6	9.36	26°31'
Декабрь	31	744	274	36.8	78	28.5	8.50	21°44'
Год	365	8760	4460	50.9	2318	52.0	12.13

^*Время от восхода солнца с учетом рефракции.

Для ясного понимания условий освещенности необходимо иметь в виду, что продолжительность дня, т. е. светлой части суток, не есть продолжительность освещения пункта наблюдения прямыми солнечными лучами. Продолжительность освещения зависит не только от широты, но и от рельефа местности, т. е. от фактора, с широтой не связанного. Возвышенности, из-за которых Солнце появляется при восходе или за которыми оно может скрываться при движении по небосводу и при заходе, сокращают продолжительность освещенности.

Данные табл. 2 свидетельствуют о достаточно высоком количестве часов фактического солнечного сияния СПК "Каркинитский", которое составляет около 51 % от возможного или 2318 час..

Рис. 2. Изменение хода солнечного сияния на территории СПК "Каркинитский" в течение года.

Рис. 3. Cолнечное сияние на территории АР Крым в течение года

Между объемом солнечного сияния и суммарной солнечной радиацией (с некоторыми оговорками) существует прямая зависимость. Для сельскохозяйственного производства используется энергия солнца, поступившая за период вегетации сельскохозяйственных растений.

Таблица 3.

Приход суммарной солнечной радиации по месяцам, МДж/м²

Декады месяца	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь
1	86.2	129.9	162.4	192.2	209.7	191.7	154.2	112.3
2	100.5	143.2	171.9	201.0	211.7	181.0	141.0	97.8
3	126.7	153.0	200.2	205.6	222.6	184.5	126.8	90.3
Всего за месяц	313.4	426.0	534.5	598.8	644.1	557.2	422.0	300.4

Потенциальная, или теоретически возможная, урожайность основной продукции рассчитывается по приходу фотосинтетически активной радиации (ФАР) за период вегетации культуры и коэффициенту ее использования. Для определения прихода ФАР за вегетацию культуры и коэффициент использования ФАР посевами использована справочная литература [1], [2].

Потенциальная урожайность сухой биомассы по приходу фотосинтетически активной радиации определена по формуле:

( 1 )

где ПУб – потенциальная урожайность сухой биомассы, т/га;

Qф – приход ФАР за период вегетации культуры, млн. МДж/га;

Кф – коэффициент использования ФАР посевами, % (приложение 1);

q – теплотворная способность единицы урожая биомассы сельскохозяйственной культуры, МДж/кг (приложение 1).

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.

Естественно, что в зонах с коротким вегетационным периодом большее преимущество имеют скороспелые высокопродуктивные сорта.

Таблица 4.

Расчет прихода ФАР за период вегетации культур на территории СПК "Каркинитский".

Культура	Сорта	Min. температурa воздуха для начала роста, ºС	Дата наступления Мin температуры	Продолжительность периода вегетации, дней	Дата окончания вегетации	Приход ФАР за период вегетации, млн. Мдж/га
Пшеница яровая (мягкая)	Ранннеспелые	5	29.мар	80	17.июн	6.6
	Среднеспелые	5	29.мар	100	07.июл	8.7
	Позднеспелые	5	29.мар	120	27.июл	10.8
Пшеница яровая (твердая)	Ранннеспелые	5	29.мар	80	17.июн	6.6
	Среднеспелые	5	29.мар	100	07.июл	8.7
	Позднеспелые	5	29.мар	120	27.июл	10.8
Ячмень	Ранннеспелые	5	29.мар	60	28.май	4.7
	Среднеспелые	5	29.мар	80	17.июн	6.6
	Позднеспелые	5	29.мар	100	07.июл	8.7
Овес	Ранннеспелые	5	29.мар	80	17.июн	6.6
	Среднеспелые	5	29.мар	100	07.июл	8.7
	Позднеспелые	5	29.мар	120	27.июл	10.8
Рожь озимая	Ранннеспелые	5	29.мар	80	17.июн	6.6
	Среднеспелые	5	29.мар	100	07.июл	8.7
	Позднеспелые	5	29.мар	120	27.июл	10.8
Пшеница озимая	Ранннеспелые	5	29.мар	80	17.июн	6.6
	Среднеспелые	5	29.мар	100	07.июл	8.7
	Позднеспелые	5	29.мар	120	27.июл	10.8
Кукуруза	Ранннеспелые	10	19.апр	100	28.июл	9.5
	Среднеспелые	10	19.апр	130	27.авг	12.3
	Позднеспелые	10	19.апр	160	26.сен	14.5
Гречиха	Ранннеспелые	7	06.апр	60	05.июн	4.9
	Среднеспелые	7	06.апр	70	15.июн	5.9
	Позднеспелые	7	06.апр	80	25.июн	6.9
Просо	Ранннеспелые	10	19.апр	60	18.июн	5.3
	Среднеспелые	10	19.апр	90	18.июл	8.5
	Позднеспелые	10	19.апр	120	17.авг	11.4
Сорго	Ранннеспелые	12	01.май	100	09.авг	9.7
	Среднеспелые	12	01.май	130	08.сен	12.2
	Позднеспелые	12	01.май	160	08.окт	14.2

Продолжение табл. 4

Культура	Сорта	Min. температурa воздуха для начала роста, ºС	Дата наступления Мin температуры	Продолжительность периода вегетации, дней	Дата окончания вегетации	Приход ФАР за период вегетации, млн. Мдж/га
Рис	Ультраранние	15	10.май	90	08.авг	8.9
	Ранннеспелые	15	10.май	100	18.авг	9.8
	Среднеспелые	15	10.май	110	28.авг	10.7
	Позднеспелые	15	10.май	130	17.сен	12.2
Горох	Ранннеспелые	5	29.мар	60	28.май	4.7
	Среднеспелые	5	29.мар	90	27.июн	7.7
	Позднеспелые	5	29.мар	120	27.июл	10.8
Фасоль	Ранннеспелые	12	01.май	50	20.июн	4.6
	Среднеспелые	12	01.май	75	15.июл	7.2
	Позднеспелые	12	01.май	95	04.авг	9.2
Картофель	Ранннеспелые	10	19.апр	60	18.июн	5.3
	Среднеспелые	10	19.апр	90	18.июл	8.5
	Позднеспелые	10	19.апр	120	17.авг	11.4
Соя	Ультраранние	10	19.апр	100	28.июл	9.5
	Ранннеспелые	10	19.апр	120	17.авг	11.4
	Среднеспелые	10	19.апр	140	06.сен	13.1
	Позднеспелые	10	19.апр	160	26.сен	14.5
Чина	Ранннеспелые	5	29.мар	80	17.июн	6.6
	Среднеспелые	5	29.мар	100	07.июл	8.7
Нут	Ранннеспелые	6	02.апр	80	21.июн	6.7
	Среднеспелые	6	02.апр	100	11.июл	8.8
	Позднеспелые	6	02.апр	120	31.июл	10.9
Люпин	Ранннеспелые	6	02.апр	100	11.июл	8.8
	Среднеспелые	6	02.апр	110	21.июл	9.9
	Позднеспелые	6	02.апр	120	31.июл	10.9
Подсолнечник	Ранннеспелые	8	10.апр	85	04.июл	7.6
	Среднеспелые	8	10.апр	100	19.июл	9.2
	Позднеспелые	8	10.апр	115	03.авг	10.7
Лен масличный	Ранннеспелые	7	06.апр	100	15.июл	9.0
	Среднеспелые	7	06.апр	110	25.июл	10.0
Лен-долгунец	Ранннеспелые	7	06.апр	80	25.июн	6.9
	Среднеспелые	7	06.апр	100	15.июл	9.0
Конопля	Ранннеспелые	3	19.мар	120	17.июл	10.3
	Среднеспелые	3	19.мар	140	06.авг	12.3
	Позднеспелые	3	19.мар	160	26.авг	14.1

Продолжение табл. 4

Культура	Сорта	Min. температурa воздуха для начала роста, ºС	Дата наступления Мin температуры	Продолжительность периода вегетации, дней	Дата окончания вегетации	Приход ФАР за период вегетации, млн. Мдж/га
Хлопчатник	Ультраранние	12	01.май	110	19.авг	10.6
	Ранннеспелые	12	01.май	120	29.авг	11.4
	Среднеспелые	12	01.май	130	08.сен	12.2
	Позднеспелые	12	01.май	140	18.сен	12.9
Огурцы	Ультраранние	12	01.май	38	08.июн	3.4
	Ультра-ранннеспелые	12	01.май	45	15.июн	4.1
	Ранннеспелые	12	01.май	50	20.июн	4.6
	Среднеспелые	12	01.май	55	25.июн	5.1
	Средне - поздние	12	01.май	60	30.июн	5.6
	Позднеспелые	12	01.май	70	10.июл	6.6
Томаты	Ультраранние	12	01.май	95	04.авг	9.2
	Ультра-ранннеспелые	12	01.май	105	14.авг	10.1
	Ранннеспелые	12	01.май	115	24.авг	11.0
	Среднеспелые	12	01.май	125	03.сен	11.8
	Средне - поздние	12	01.май	130	08.сен	12.2
	Позднеспелые	12	01.май	140	18.сен	12.9

Анализируя данные, представленные в табл. 3, легко убедиться, что наименее требовательна к минимальной температуре воздуха «Конопля», которая начинает вегетировать ранее других культур – 19 марта, а наиболее теплолюбивая культура в данном контексте «Рис», которую необходимо высевать позже других растений – 10 мая.

Необходимо подчеркнуть, что указанные периоды вегетации рассчитаны на средние многолетние данные и подлежат корректировке с учетом складывающихся климатических условий текущего года.

В дальнейших расчетах мы откажемся от ряда экзотических для Крыма культур, генерализируем зернобобовые и овощные культуры, добавив рапс на семена, бахчевые, плодово-ягодные и виноград.

Таблица 5.

Расчет потенциального биологического урожая, обеспечиваемого солнечной радиацией на землях СПК "Каркинитский"

Культура	Сорта	Приход ФАР за вегетационный период, млн. МДж/га	Содержание энергии в 1 кг урожая, Мдж/кг	Коэффициент использования ФАР, %	Урожайность сухой биомассы, ц/га	Урожайность основной продукции при стандартной влажности, ц/га
Пшеница яровая (твердая)	Ранннеспелые	6.6	18.84	1.95	68.8	36.4
	Среднеспелые	8.7	18.84	1.95	90.2	47.6
	Позднеспелые	10.8	18.84	1.95	111.8	59.1
Ячмень озимый	Ранннеспелые	4.7	18.51	2.25	57.2	28.9
	Среднеспелые	6.6	18.51	2.25	80.8	40.8
	Позднеспелые	8.7	18.51	2.25	105.9	53.5
Овес	Ранннеспелые	6.6	18.42	2.25	81.2	39.3
	Среднеспелые	8.7	18.42	2.25	106.4	51.5
	Позднеспелые	10.8	18.42	2.25	131.9	63.9
Рожь озимая	Ранннеспелые	6.6	18.42	1.75	63.1	24.5
	Среднеспелые	8.7	18.42	1.75	82.7	32.1
	Позднеспелые	10.8	18.42	1.75	102.6	39.8
Пшеница озимая	Ранннеспелые	6.6	18.63	2.35	83.8	34.8
	Среднеспелые	8.7	18.63	2.35	109.9	45.6
	Позднеспелые	10.8	18.63	2.35	136.2	56.6
Кукуруза	Ранннеспелые	9.5	16.33	2.75	160.0	84.6
	Среднеспелые	12.3	16.33	2.75	206.4	109.1
	Позднеспелые	14.5	16.33	2.75	243.4	128.6
Гречиха	Ранннеспелые	4.9	19.01	2.90	74.7	27.1
	Среднеспелые	5.9	19.01	2.90	89.7	32.6
	Позднеспелые	6.9	19.01	2.90	105.2	38.2
Просо	Ранннеспелые	5.3	19.08	1.95	54.7	28.9
	Среднеспелые	8.5	19.08	1.95	86.6	45.8
	Позднеспелые	11.4	19.08	1.95	116.5	61.6
Сорго	Ранннеспелые	9.7	19.08	1.95	98.9	52.2
	Среднеспелые	12.2	19.08	1.95	124.8	66.0
	Позднеспелые	14.2	19.08	1.95	144.7	76.5
Рис	Ультраранние	8.9	18.84	2.40	113.7	69.6
	Ранннеспелые	9.8	18.84	2.40	125.4	76.8
	Среднеспелые	10.7	18.84	2.40	136.3	83.4
	Позднеспелые	12.2	18.84	2.40	155.6	95.2

Продолжение табл. 5

Культура	Сорта	Приход ФАР за вегетационный период, млн. МДж/га	Содержание энергии в 1 кг урожая, Мдж/кг	Коэффициент использования ФАР, %	Урожайность сухой биомассы, ц/га	Урожайность основной продукции при стандартной влажности, ц/га
Зернобобовые	Ранннеспелые	4.7	19.72	2.25	53.7	23.1
	Среднеспелые	7.7	19.72	2.25	87.5	37.7
	Позднеспелые	10.8	19.72	2.25	123.2	53.1
Картофель	Ранннеспелые	5.3	18.00	2.30	68.3	53.0
	Среднеспелые	8.5	18.00	2.30	108.3	84.0
	Позднеспелые	11.4	18.00	2.30	145.6	112.9
Соя	Ультраранние	9.5	18.90	2.10	105.6	58.5
	Ранннеспелые	11.4	18.90	2.10	126.6	70.1
	Среднеспелые	13.1	18.90	2.10	145.1	80.3
	Позднеспелые	14.5	18.90	2.10	160.6	88.9
Подсолнечник	Ранннеспелые	7.6	16.80	1.95	87.8	34.0
	Среднеспелые	9.2	16.80	1.95	106.2	41.2
	Позднеспелые	10.7	16.80	1.95	123.7	48.0
Рапс на семена	Ранннеспелые	7.5	19.08	2.22	87.1	46.0
	Среднеспелые	8.5	19.08	2.22	99.2	52.4
Бахчевые	Ранннеспелые	6.3	19.24	2.18	71.0	63.5
	Среднеспелые	7.8	19.24	2.18	88.9	79.5
	Позднеспелые	10.7	19.24	2.18	121.1	108.3
Овощи	Ультраранние	9.2	16.33	2.75	154.9	138.5
	Ультра-ранннеспелые	10.1	16.33	2.75	170.7	152.7
	Ранннеспелые	11.0	16.33	2.75	185.5	165.9
	Среднеспелые	11.8	16.33	2.75	199.3	178.2
	Средне - поздние	12.2	16.33	2.75	205.7	184.0
	Позднеспелые	12.9	16.33	2.75	217.8	194.8
Плодово-ягодные	Ультра-ранннеспелые	10.2	16.33	2.75	172.6	154.3
	Ранннеспелые	11.1	16.33	2.75	187.1	167.3
	Среднеспелые	11.9	16.33	2.75	200.5	179.3
	Средне - поздние	12.3	16.33	2.75	206.8	185.0
	Позднеспелые	13.0	16.33	2.75	218.5	195.5
Виноград	Ранннеспелые	11.4	16.33	2.75	192.5	74.6
	Среднеспелые	12.9	16.33	2.75	217.8	84.4
	Позднеспелые	14.2	16.33	2.75	238.4	92.4

Акцентируем внимание на том, что среди зерновой группы наибольшим коэффициентом использования солнечной радиации может похвастаться Кукуруза - потенциальный урожай в 128 ц/га является довольно приличным даже по мировым меркам.