Прогноз ожидаемой урожайности кормовых корнеплодов и времени её формирования в условиях Ленинградской области Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

10. БоврекЬоу В.А. МеШсНка рокус^о орйа. - М.: Коки, 1979. - 8. 294-303.

11. Яиеску1 У.С., Banadysev 8.А., ЯасПопоу Р.А., Копоуа1оуа СЛ. ¿¡гпсзрозоЬпоз! ргоЫгсЬшЬ гшкгок1опо\ kartofelia I рсгэрскг!ро\ Ы1сша ¡Ь касЬев^а// "Акйла1ше ргоЫегт гавсЫй kartofelia, plooodovih I оуосЬшЬ кикиг о! Ьо1егпе1, \rcditclci I зогшакоу." \lat-li mezd.konf. (8ато11уа1оуюЫ, 9-11 avg.,2005 g.). - Мтэк, 2005. - э. 27-32.

12. Ьаугоу У.У. Ясакаа гаэШпу! kartofelia па кга1:гоугетепше шгкоШпрсгайдгшс оЬгаЬо!к1 рп гагагепн петак^сл: flziologo-bioЫmicheskyi аэрсс!: АуЮгсГ. Diss...kand.biol.nauk. -8РЬ.,2012. - 22 э.

13. СЬеЬо1аг У.К., гауаНп А.А., КлргупшЫста Е.Ы. ЕАекЙупоэ! рйтепеша Ь1оргерага1а екз^авок - М.: У1ЧПА, 2007. - 216 э. '

УДК 633.4

Доктор с.-х. наук Ф.Ф. ГАНУСЕВИЧ Канд с.-х. наук Е.А. СТРУЖКОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected])

ПРОГНОЗ ОЖИДАЕМОЙ УРОЖАЙНОСТИ КОРМОВЫХ КОРНЕПЛОДОВ И ВРЕМЕНИ ЕЁ ФОРМИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Кормовые корнеплоды, прогнозирование, программирование, модель, моделирование, урожайность

Успешное развитие животноводства возможно лишь при создании прочной кормовой базы, удовлетворяющей потребности скота в разнообразных высокопитательных кормах [6]. Жвачные животные с большой охотой поедают корнеплоды. Преимущества корнеплодов в кормлении жвачных состоит, прежде всего, в положительном влиянии их на ферментацию в рубце и на перевариваемость кормовых средств, богатых клетчаткой. При кормлении кормовыми корнеплодами можно повысить поедание животными сухой массы [5].

Важнейшим условием увеличения производства кормов является повышение урожайности кормовых культур, а также выращивание таких растений, которые в конкретных почвенно-климатических условиях обеспечивают наибольший выход продукции с единицы посевной площади. Этим требованиям в полной мере отвечают кормовые корнеплоды.

Кормовые корнеплоды отличаются высокой потенциальной продуктивностью до 75 т/га, однако в условиях Северо-Запада России средняя урожайность, например, кормовой свёклы составляет 35 т/га, что на 53% меньше потенциальных возможностей [2].

С научной точки зрения проведение исследований на кормовых корнеплодах является трудоёмкой задачей, опытные делянки занимают большие площади, исследования должны проводиться несколько лет подряд, а погодные условия изменяются каждый год, что затрудняет анализ полученных результатов.

Поэтому для облегчения работы и более быстрого получения результата, а также для обучения студентов на кафедре растениеводства им. И.А. Стебута разработана модель продукционного процесса кормовых корнеплодов, основанная на эмпирических данных.

Цель исследований. Цель нашей работы - с помощью модели сделать прогноз ожидаемой урожайности кормовых корнеплодов и времени её формирования по обобщенным климатическим показателям с различной вероятностью их обеспеченности в условиях Ленинградской области.

Используя одну из функций моделей, а именно получение новых знаний, мы установим, как будут меняться уровень урожайности и значения отдельных элементов технологии (норма высева семян, доза удобрений) новых сортов кормовых корнеплодов при различной вероятности обеспеченности климатических показателей.

Условия, материалы и методы исследований. Представленные в данной работе расчёты выполнены в 2016 году по эмпирической статико-динамической детерминистической модели «Обоснование и прогнозирование формирования урожайности кормовых корнеплодов на Северо-Западе Нечерноземья» [2].

Использование модели существенно облегчает работу с кормовыми корнеплодами. Модель позволяет изучать новые сорта кормовых корнеплодов, следить за динамикой продукционного процесса, получать данные по урожайности до закладки полевых опытов. Благодаря полученным с помощью модели данным можно рекомендовать к проведению полевых опытов только те варианты, которые после проверки в модели показывают положительный результат и представляют наибольший интерес.

Алгоритм статической части модели представлен набором статических соотношений.

Климатически обеспеченная урожайность рассчитана по гидротермическому показателю продуктивности (ГТП) А.М. Рябчикова, учитывающему водные и тепловые ресурсы:

ГТП = (\¥*П*4186) : (36*11*100) КОУ = 2,2*ГТП- 1,

где \У - продуктивная влага, мм;

п - число декад вегетации культуры;

Л - радиационный баланс, Мдж/м ;

КОУ - климатически обеспеченная урожайность сухой биомассы, т/га.

С целью уточнения урожайности сухой биомассы, которую может обеспечить вид (сорт) корнеплодов в конкретных климатических условиях использован гидроэнергетический показатель (ГЭП):

ГЭП=( 100-СВ): (СВ *С),

где ГЭП - гидроэнергетический показатель, баллы/т сухого вещества;

СВ - содержание сухого вещества в корнеплодах,%;

С - удельное количество теплоты 1 кг сухого вещества, Мдж.

Действительно возможная урожайность (ДВУ) рассчитана по формуле Бондаренко Н.Ф. [1]:

ДВУ=Кпб*КОУ,

где Кб - коэффициент бонитета почвы по культуре;

п - безразмерный коэффициент, равный или меньше 1.

Уровень программируемой урожайности установлен с учётом действительно возможной урожайности и коэффициента прибавки урожайности корнеплодов от применения удобрений, зависящего от вида корнеплодов и бонитета почвы.

Норма высева семян рассчитана с учётом уровня планируемой урожайности и минимальной модельной массы корнеплода сортотипа [2,3].

Дозы удобрений определены балансовым методом на прибавку урожайности корнеплодов на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах [4].

В качестве исходных данных в этой части вводятся: культура, сортотип (сорт), минимальная модельная масса корнеплода, содержание сухого вещества в корнеплодах, сумма частей соотношения корнеплодов и листьев (по массе), удельное количество теплоты 1 кг сухого вещества, лабораторная всхожесть и чистота семян, полевая всхожесть семян, выживаемость растений, вид, количество и влажность органического удобрения, гранулометрический состав почвы, бонитет почвы по корнеплодам.

Обоснование урожайности осуществляется по обобщённым климатическим показателям (сумма активных температур и продуктивная влага) с вероятностью их обеспеченности 50, 75 и 90%.

Свёкла кормовая представлена сортотипами Баррес, Эккендорфская жёлтая; свёкла полусахарная - сортотипом полусахарная белая; брюква сортотипами Куузику, Шведская, Вильгельмбургская; турнепс - сортотипами О стерзунд омский, Норфольский фиолетовоголовый, Бортфельдский.

Расчёты выполнены для сортотипов: свёкла - Эккендорфская жёлтая, брюква -Куузику, турнепс - Норфольский фиолетовоголовый (сорт Московский).

Динамическая часть модели представлена набором функций (У;), описывающих динамику: соотношения массы корнеплода и листьев, формирования фотосинтетического потенциала, содержания сухого вещества в корнеплодах, накопления сухого вещества, коэффициента хозяйственной эффективности. В основу алгоритма положены функции типа:

у^Ог^ОсьЧРь ДВО, где Т; - сумма температур выше 10 С; Ос1 - сумма осадков; ЧР1 - число растений; ДВг - день вегетации растений.

При выполнении настоящей работы в качестве исходных данных были введены следующие значения показателей:

сортотхт свёклы кормовой - Эккендорфская жёлтая, минимальная модельная масса корнеплода - 0,9 кг, содержание сухого вещества в корнеплоде - 12%, сумма соотношения частей (корнеплод-листья) по массе- 1,5; удельное количество теплоты 1 кг сухого вещества - 17,02 Мдж; масса 1000 семян - 20 г; лабораторная всхожесть семян - 80%, чистота семян -99%; полевая всхожесть семян - 50%; выживаемость растений - 85%; органическое удобрение (подстилочный торфяной навоз КРС) - 50 т/га, влажность навоза - 80%; гранулометрический состав почвы - суглинок, бонитет почвы по корнеплодам - 85 баллов;

сортотхт брюквы - Куузику, минимальная модельнакя масса корнеплода - 1,1 кг, содержание сухого вещества в корнеплоде - 11%, сумма соотношения частей (корнеплод-листья) по массе - 1.4; удельное количество теплоты 1 кг сухого вещества - 16,92 Мдж; масса 1000 семян - 4 гр.; лабораторная всхожесть семян - 80%, чистота семян - 99%; полевая всхожесть семян - 50%; выживаемость растений - 85%; органическое удобрение (подстилочный торфяной навоз КРС) - 50 т/га, влажность навоза - 80%; гранулометрический состав почвы - суглинок, бонитет почвы по корнеплодам - 85 баллов;

сортотхт турнепса - Норфольский фиолетовоголовый (сорт Московский), минимальная модельная масса корнеплода - 1,2 кг, содержание сухого вещества в корнеплоде - 10% сумма соотношения частей (корнеплод-листья) по массе - 1,3; удельное количество теплоты 1 кг сухого вещества - 16,81 Мдж; масса 1000 семян - 3 г; лабораторная всхожесть семян - 80%, чистота семян - 99%; полевая всхожесть семян - 50%; выживаемость растений - 85%; органическое удобрение (подстилочный торфяной навоз КРС) - 50 т/га, влажность навоза - 80%; гранулометрический состав почвы - суглинок, бонитет почвы по корнеплодам - 85 баллов;

климатические показатели: запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы к посеву - 210 мм при 50% обеспеченности, 173 мм - при 75% обеспеченности и 129 мм - при 90% обеспеченности; осадки за вегетационный период с суммой температур выше 10 иС -248 мм при 50% обеспеченности, 200 мм - при 75% обеспеченности и 159 мм - при 90% обеспеченности; сумма температур выше 10 иС за вегетационный период - 1800 С при 50% обеспеченности, 1650°С при 75% обеспеченности и 1500°С при 90% обеспеченности. Итоги расчётов, выполненных в первой части модели, приведены в табл. 1. Для установления времени формирования расчётной урожайности (например, сортотип Эккендорфская жёлтая (71,8) т/га - при 50% обеспеченности) вводим ожидаемую дату всходов - 20 мая и шаг просмотра (дни).

Таблица 1. Ожидаемая урожайность корнеплодов, нормы высева семян и дозы минеральных удобрений

Показатели Обеспеченность климатических показателей, %

50 75 90

Свёкла ко рмовая - сортотип Эккендорфская жёлтая

Урожайность корнеплодов, т/га 71,80 58,80 45,50

Норма высева семян, кг/га 4,74 3,88 3,00

Доза удобрений (кг/га):

Азот 60,40 36,60 12,50

Фосфор 20,0 20,0 20,0

Калий 0 0 0

Брюква кормовая - сортотип Куузику

Урожайность корнеплодов, т/га 70,0 57,7 49,8

Норма высева семян, кг/га 0,75 0,62 0,54

Доза удобрений (кг/га):

Азот 13,3 0 0

Фосфор 20,0 20,0 20,0

Калий 0 0 0

Турнепс - сортотип ^орфольский фиолетовоголовый (сорт Московский)

Урожайность корнеплодов, т/га 67,7 56,0 48,3

Норма высева семян, кг/га 0,50 0,42 0,36

Доза удобрений (кг/га):

Азот 0 0 0

Фосфор 20,0 20,0 20,0

Калий 0 0 0

Вторая часть модели обеспечивает нас информацией, приведённой в табл. 2.

Таблица 2. Динамика формирования расчётного уровня урожайности свёклы кормовой (71,8 т/га), брюквы (70,0 т/га), турнепса (67,7 т/га)

Дата 29.06 9.07 19.07 29.07 08.08 18.08 28.08 07.09 17.09 27.09

День вегетации 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Свёкла кормовая - сортотип Эккендорфская жёлтая

Урожайность, т/га 1Д 2,6 6,7 15,1 29,2 48,5 71,8 - - -

Сформировано в процентах от расчётной 1,5 3,6 9,3 21,0 40,7 67,5 100 - - -

Брюква кормовая - сортотип Кузику

Урожайность, т/га 1,0 2,8 6,6 13,0 23,3 35,6 50,1 67,0 - -

Сформировано в процентах от расчётной 1,4 4Д 9,4 18,6 33,3 51,0 71,8 95,9 - -

Турнепс - сортотип Норфольский фиолетовоголовый

Урожайность, т/га 1,0 1,2 4,4 11,0 19,3 28,4 32,6 36,0 38,7 41Д

Сформировано в процентах от расчётной 1,3 1,7 6,5 16,3 28,5 42,0 48,3 53,2 57,3 60,7

Таким образом, климатические условия (сумма температур выше 10°С и продуктивная влага) Ленинградской области в зависимости от вероятности их обеспеченности (50, 75,

90%) позволяют формировать урожайность, например, свёклы кормовой, соответственно 71,8; 58,8; 45,5 т/га. Данные уровни урожайности обеспечивают соответствующие нормы высева семян (4,7; 3,9; 3,0 кг) и дозы удобрений: азота 60,4; 36,6; 12,5 кг /га д.в.; фосфора - 20 кг/га, потребность в калии компенсируется внесением 50 т/га органического удобрения.

Формируется расчётный уровень урожайности (71,8 т/га) в конце августа, у брюквы (70,0 т/га) - 12 сентября, у турнепса (67,7 т/га) на конец сентября формируется 61% урожая (41,0 т/га).

Литература

1. Бондаренко Н.Ф., Жуковский Е.Е., Кащенко С.А. и др. Высокие урожаи по программе..

- Л.: Лениздат., 1986. - 144 с.

2. Гану сев ич Ф.Ф. Модель, обоснование и прогнозирование формирования урожайности кормовых корнеплодов // Программирование возделывание кормовых корнеплодов на Северо-Западе Н.З.:, Сб.научных трудов СПбГАУ. -СПб., 1993г., -С. 71-75.

3. Ганусевич Ф.Ф., Гаркуша В.Г., Приходько С.А. Обоснование норм высева семян программируемых посевов.// Программирование возделывание кормовых корнеплодов на Северо-Западе Н.З.: Сб.научных трудов СПбГАУ. -СПб., 1993г., - С. 71-75.

4. Ганусевич Ф.Ф., Синякова Л.А., Митрофанова Е.А. Удобрение посевов кормовых корнеплодов при заданной продуктивности // Программирование возделывание кормовых корнеплодов на Северо-Западе Н.З.: Сб.научных трудов СПбГАУ .-СПб., 1993г.- С. 71-75.

5. Производство грубых кормов (в 2-х книгах) / Под общей редакцией доктора с.-х. наук, профессора, иностранного члена РАСХН Д. Шпаара. - Торжок: ООО «Вариант», 2002. -Книга 1. -360 с.

6. Черевко Г.В., Горбонос Ф.В. Иваницкая Г.Б., Павленчик Н.Ф. Экономика предприятия: Экономика производства кормов: Учебное пособие / Под ред. Г.В. Брюшная.

- Л: Априори, 2004 - 384 с

Literatura

1. Bondarenko N.F. Vysokie urozhai po programme. / Bondarenko N.F. Zhukovskij E.E. Kashhenko S.A. i dr. - L.: Lenizdat., 1986. - 144 s.

2. Ganusevich F.F. Model', obosnovanie i prognozirovanie formirovanija urozhajnosti kormovyh korneplodov.- Sb.nauchnyh trudov SPbGAU «Programmirovanie vozdelyvanie kormovyh korneplodov na Severo-Zapade N.Z.», 1993, s. 71-75.

3. Ganusevich F.F., Garkusha V.G., Prihod'ko S.A. Obosnovanie norm vyseva semjan programmiruemyh posevov. - Sb.nauchnyh trudov SPbGAU «Programmirovanie vozdelyvanie kormovyh korneplodov na Severo-Zapade N.Z.», 1993, s. 71-75.

4. Ganusevich F.F., Sinjakova L.A., Mitrofanova E.A. Udobrenie posevov kormovyh korneplodov pri zadannoj produktivnosti. - Sb.nauchnyh trudov SPbGAU «Programmirovanie vozdelyvanie kormovyh korneplodov na Severo-Zapade N.Z.», 1993, s. 71-75.

5. Proizvodstvo grubyh kormov (v 2-h knigah) / Pod obshhej redakciej doktora s.-h. nauk, professora, inostrannogo chlena RASHN D.Shpaara. - Torzhok: ООО «Variant», 2002. Kniga 1. 360 s.

6. Cherevko G.V., Gorbonos F.V. Ivanickaja G.B., Pavlenchik N.F. Jekonomika predprijatija: Jekonomika proizvodstva kormov. Uchebnoe posobie // Pod red. G.V. Bijushnaja - L: Apriori, 2004 - 384 s