2.3.2 Өнім мөлшерін фар кірісімен анықтау

Радиация фотосинтез бен өсімдіктің су-жылу режимінің энергия көзі және оның фотоморфогенетикалық реттеушісі болып табылады. Өнімді программалау үшін әртүрлі географиялық аудандарға ФАР кірісі мен оның пайдалы әсер коэффициентінің (ПӘК) мәні бойынша жоғары шегін белгілеу қажет, сонымен қоса потенциалды және мүмкін өнімнің арасындағы алшақтықты азайту үшін агрометеорологиялық негіздерін зерттеп тағайындау керек.

К.А. Тимирязевтің пікірінше жердің құнарлылығы оған енгізілген тынайтқыштың мөлшері мен ылғалдылықпен емес, күннің жарық энергиясының мөлшерімен анықталады, өйткені өсімдік массасының 90-95 проценті фотосинтез процесінде түзіледі. Күн радиациясы өсімдік қызметінің энергиялық негізі. Өсімдік өсуі мен дамуына әсер ететін көптеген факторлардың ішінде (минералды қоректену, ауадағы СО₂ мөлшері, су режимі, температура) күн радиациясы ең қиын реттелетін фактор. Табиғи радияцияның екі түрі ажыратылады:

1) қысқа толқынды, немесе интегралды, толқын ұзындығы 200-400 нм;

2) ұзын толқынды, толқын ұзындығы 400-ден 4000 нм дейін.

Өсімдіктердің тіршілік әрекетінде фотосинтетикалық активті радиация (ФАР) деп аталатын ұзындығы 380-710 нм қысқа толқынды сәулелену барлық сәулелену спектірінің ішінде ерекше маңызды рөль атқарады. Фотосинтез процесінде өсімдіктер пайдаланатын ФАР шығу тегіне қарай мынадай түрлерге бөлінеді:

S¹ – тура күн радиациясы – күннің көрінетін дискісінен параллель сәуле түрінде жерге түсетін күн сәулесі энергиясының бір бөлігі;

Д – шашыранды радиация – атмосфераға шашыраған және бұлттармен шағылысып көлденең жазықтыққа түскен күн радиациясының бөлігі;

Q – жиынтық радиациясы, ол S¹+Д қосындысына тең.

Тура күн радиациясын актинометрлер және пиргелиометрлер мен, ал жиынтық және шашыранды радияцияны пиранометрлермен өлшейді.

Шағылысқан радиацияны өлшейтін аспапты альбенометр деп атайды.

Өнімді бағдарлау үшін нақты аймақтағы күн энергиясының кірісі жөнінде толық мәлімет болу керек, мұның өзі фотосинтездің, транспирацияның, минералды қоректенудегі элементтердің сіңілуі мен қозғалысы және ассимиляттардың энергетикалық негізі болып табылады. Күн энергиясының кірісі өсімдіктің бүкіл өсіп-өну кезеңіндегі және топырақтың жылу, су және ауа режимдерін құрайды. Мысалы, Павлодар мен Қостанай үшін температура 5⁰С жоғары болғанда – ФАР мөлшері 144,9-151,1 кДЖ/см², 10⁰С жоғары болғанда – 124,3-128,9 Дж/см² тең.

Әр гектар ауданға есептегенде Солтүстік Қазақстанда мамыр – қыркүйек айларында 13,8-14,7 млрд. КДж энергиясы түседі, оның ішінде температура + 10⁰С жоғары болғанда мөлшері 12,6-13,0 млрд кДж/га.

Жаздық бидайдың өсіп дамуы кезеңінде 8,4-10,5 млрд кДж, арпа мен ас бұршақ – 7,5-9,6, жүгері сүрлемі үшін – 8,8-10,5, көпжылдық шөптер – 13,4-14,7 млрд кДж энергия түседі.

Биологиялық массаның потенциалды өнімін ФАР мөлшеріне байланысты мына анықтамамен есептеуге болады:

У=

Q ФАР· К 100·С

(54)

мұндағы У- абсолют құрғақ биомассаның потенциалды мүмкін өнімі (ПМӨ);

QФАР - өсіп-өну кезеңіндегі фотосинтетикалық активті радиация кірісі, кДж/га;

К- ФАР пайдалану коэффициенті, %;

С – органикалық өнімнің бір өлшемндегі калория саны (КДж/кг);

Есеп жасағанда оның шамасы 16,75 мың кДж деп алу керек.

Егер біз, мәселен, Павлодар жағдайында бидайдың ФАР-ды пайдалану коэффициенті 1,5-ге тең деп алсақ, ал ФАР═-14,5 млрд кДж/га болғандықтан өнімнің мүмкін мөлшері төмендегідей болады:

У=

14,5 млрд. КДж/га·1,5% 16,75 мың кДж/га·100

= 12985кг=129,8 ц/га, (55)

Сонымен, тек қана 1,5 процент фотосинтетикалық активті радиацияны (ФАР) пайдаланғанда әр гектардан 129,8 ц құрғақ зат жинауға болады.

Есептеулер жүргізгенде мынаған көңіл аударған жөн: көпжылдық шөптердің тамыр жүйесі жер бетіндегі массасының 65-77% құрайды, ал өсімдіктің жасына қарай бірінші - екінші жылдары – 65-70, өсімдік тіршілігінің үшінші – төртінші жылдарында 70-77, ал біржылдық астық тұқымдастар – 20-30 процентін құрайды.

Әрине, егіншілік ФАР кірісіне тиімді әсер ете алмайды. Бірақ та оны пайдалануды реттеуге болады. Ең алдымен, себу бағытын дұрыс таңдап алу үлкен рөл атқарады – солтүстіктен оңтүстікке қарай орналасқан егін, шығыстан батысқа қарай орналасқан егінге қарағанда анағұрлым өнімдірек. Жапырақ бетінің үлкен ауданын тезірек жасайтын өсімдіктер – гектарына 40-50 мың шаршы метр және одан да көп, күн радиациясын анағұрлым көп мөлшерде сіңіреді. Алайда оның тым көбеюі өсімдік көлеңкеге тап болғанда, оларға жарық режимі нашарлайды, жапырақ фотосинтезінің интенсивтілігі мен өнімділігі төмендейді.

А.А.Ничипоровичтің деректері бойынша ФАР энергиясының пайдалы әсер коэффициентіне (ПЭК) қарай барлық егістіктерді төмендегідей топтарға бөлуге болады: қалыпты бақылауға – 0,5-1,5% жақсылары – 1,5-3,0%; рекордтылары – 3,5-5,0%; теориялық мүмкіндіктері – 6,0-8,0%.

М.К.Каюмов (1989) және басқа авторлардың пікірінше, егістікке түсетін ФАР мөлшерін өсімдіктердің пайдалану коэффициентін 17-21% жеткізу мүмкіндігі бар, бұл деген сөз - өнімді 40-50 есе өсірумен пара-пар.

Солтүстік Қазақстан жағдайындағы егістікте ФАР энергиясының ПЭК 5 процентке дейін жеткізу әр гектар жерден 230-250 ц жоңышқа пішенін, 1150-1350 ц жүгері көк балаусасын, 100-125 ц астық жинауға мүмкіндік берер еді. Өкінішке қарай, қолда бар дақылдарда мұндай потенциалды мүмкіндіктер жоқ, бірақ жекелеген өндірістік тәжірибелерде бұл көрсеткіш 3,5 процентке дейін көтерілді.