Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы планирования и программирования урожаев сельскохозяйственных культур. Учебное пособие
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра агрохимии
и физиологии растений
МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ
И ПРОГРАММИРОВАНИЯ
УРОЖАЕВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
КУЛЬТУР
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Ставрополь
2024
УДК 633:631.559 (07)
ББК 41:47
М54
Е. А. Устименко – к. с.-х. н., доцент; А. Н. Есаулко – д. с.-х. н.,
профессор РАН; С. А. Коростылев – к. с.-х. н., доцент;
Методы планирования и программирования урожаев
М54
сельскохозяйственных культур : учебное пособие / Е. А. Устименко,
А. Н. Есаулко, С. А. Коростылѐв и др. ; Ставропольский гос. аграрный
ун-т . – Ставрополь, 2024. – 224 с.
Авторский коллектив:
Н. В. Громова – к. с.-х. н., доцент;
А. Ю. Ожередова – к. с.-х. н., доцент
Рецензенты:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор А. П. Шутко;
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор В. С. Цховребов
Освещены особенности программирования урожайности
сельскохозяйственных культур. Затронуты вопросы методологии
проектирования компьютерных систем поддержки решений в агрономии,
представлены данные по планированию и программированию урожая
сельскохозяйственных культур на основе балансовых моделей. Описаны
практические работы на основе математико-статистических методов.
Предназначено для магистров высших учебных заведений по
направлению 35.04.04 «Агрономия», магистерские программы:
«Агрохимические основы управления питанием растений и плодородием
почвы», «Биологизированные технологии в традиционном и органическом
земледелии», «Селекция и семеноводство с.-х. культур», «Системы
интегрированной защиты растений от вредных организмов», выполняющих
задания по дисциплине: «Методы планирования и программирования урожаев
сельскохозяйственных культур» в соответствии с Государственным
образовательным стандартом магистров, аспирантов и специалистов
агропромышленного комплекса.
УДК 633:631.559 (07)
ББК 41:47
© ФГБОУ ВО Ставропольский государственный
аграрный университет, 2024
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
7
ГЛАВА I. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
«ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР»,
ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
11
ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
16
2.1.Принципы программирования урожаев
сельскохозяйственных культур
16
2.2.Планирование, прогнозирование и программирование
урожаев
23
2.3.Методы программирования урожая сельскохозяйственных
культур
25
2.4. Уровень урожайности при программировании
25
2.5. Основы программирования урожаев
26
ГЛАВА III. АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ
30
3.1. Комплекс метеорологических факторов, определяющих
состояние и продуктивность сельскохозяйственных культур
30
3.2. Вероятность неблагоприятных явлений в районах
интенсивного земледелия и учет их при программировании
урожая
33
3.3. Фотосинтетическая активная радиация (ФАР), ее роль в
формировании урожая. Методы расчета и обеспеченность ФАР
основных сельскохозяйственных культур с учетом зональных
особенностей
36
3.4. Определение урожайности по фотосинтетическому
потенциалу листьев
38
3.5.Использование прогнозов погоды для программирования
урожаев и корректировки программы в процессе ее
осуществления
40
ГЛАВА IV. АГРОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ
43
3
4.1. Определение понятия модели. Классификация моделей
43
4.2. Оптимизационные модели
50
4.3. Прогнозирование и программирование урожая на основе
балансовых моделей
52
4.4. Моделирование плодородия почвы
54
4.5. Определение понятия плодородия почвы и количественная
оценка уровня почвенного плодородия
55
4.6. Оценка плодородия при использовании шкалы
бонитировки почв
60
4.7. Моделирование содержания гумуса в почве
62
4.8. Моделирование содержания подвижных питательных
веществ в почве
68
4.9. Прогнозирование фосфатного потенциала почвы
71
4.10. Прогнозирование калийного потенциала почвы
76
4.11. Прогнозирование реакции почвенного раствора
81
ГЛАВА V. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПОЛУЧЕНИЯ
ЗАПЛАНИРОВАННОЙ УРОЖАЙНОСТИ
84
5.1. Оптимизация процессов фотосинтеза
84
5.2. Структура посевов планируемой урожайности
85
ГЛАВА VI. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ И
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЕ
ПРОГРАММИРУЕМЫХ УРОЖАЕВ
88
6.1. Агротехнические условия получения планируемой
урожайности
88
6.2. Технологические основы программирования урожаев
90
6.3. Организационно-технические мероприятия,
способствующие получению программируемой урожайности
93
ГЛАВА VII. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМ
МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД
ЗАПЛАНИРОВАННУЮ УРОЖАЙНОСТЬ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
7.1. Расчѐт по нормативному методу
95
105
7.2. Расчѐтно-балансовый метод
115
7.3. Расчѐт с учѐтом оптимизации показателей плодородия почв
120
7.4. Компьютерные методы расчета норм (доз) удобрений
125
ГЛАВА VIII. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И
132
4
ПРОГРАММИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ТОЧНОМ
ЗЕМЛЕДЕЛИИ
8.1. Организация производственных процессов, нацеленная на
получение программируемой урожайности
139
8.2. Информационно-аналитические модули оценки
потенциальной урожайности и рациональных доз удобрений
141
8.3. Точное земледелие как информационный элемент
прогнозирования урожая
143
ГЛАВА IX. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ПЛОДОВОЯГОДНЫХ КУЛЬТУР
9.1. Ресурсный потенциал местности
9.2. Почва
9.2.1. Требования некоторых плодовых культур к физикохимическим свойствам почвы
9.2.2. Требования некоторых плодовых культур к
положительным температурам
147
147
148
150
153
ГЛАВА X. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
1.Определение возможных урожаев по влагообеспеченности
посевов (4 часа)
2. Расчет возможной урожайности по тепловым ресурсам (2
часа)
3. Расчет возможных урожаев по величине биоклиматического
потенциала (2 часа)
4. Прогнозирование урожайности по агрохимическим
показателям почвы (4 часа)
5. Прогнозирование урожайности по агрохимическим
показателям почвы по методике разработанной специалистами
Ставропольского НИИСХ и ГЦАС «Ставропольский» (4 часа)
6. Прогнозирование возможного урожая с учетом
эффективного плодородия почвы по комплексным показателям
– баллу бонитета почвы (4 часа)
7. Расчет потенциальной урожайности полевых культур по
приходу фотосинтетически активной радиации (2 часа)
8. Расчет действительно возможной урожайности (ДВУ) по
влагообеспеченности посевов (2 часа)
158
158
163
164
165
168
172
174
175
5
9. Определение действительно возможной урожайности по
биогидротермическому показателю продуктивности (2 часа)
10. Программирование урожайности полевых культур (4 часа)
11. Программирование урожая на основе математикостатистических методов (4 часа)
12. Расчет коэффициента теплообеспеченности плодовых
культур (2 часа)
177
178
181
185
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ
УРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР»
187
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕТОДЫ
ПЛАНИРОВАНИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР»
189
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ
(ГЛОССАРИЙ)
194
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
202
ПРИЛОЖЕНИЕ
205
6
ВВЕДЕНИЕ
Традиционно, когда речь заходит об сельскохозяйственном
производстве, об программировании урожаев, прежде всего имеют
ввиду роль агрономии. Ее основу составляет многолетний опыт,
закрепленный в законах и традициях практического земледелия и
обобщенный в многочисленных инструкциях, методических указаниях
и технологических картах. Современная агрономия - это с одной
стороны, наука о путях получения урожая в результате мобилизации
знаний о системе "почва-растение-деятельный слой атмосферы", а с
другой совокупность агротехнологических приемов осуществляемых на
различных временных уровнях в конкретных почвенно-климатических
условиях, обеспечивающих получение урожая. Комплекс научно-
обоснованных агротехнологических приемов (операций)
дифференцированных по природным и экономическим параметрам
способствуют достижению двуединой цели - получение высокой
продуктивности посевов и устойчивого функционирования
производства с одновременным воспроизводством почвенного
плодородия и экологической чистоты сельскохозяйственной продукции.
Проблема обеспечения населения продуктами питания и
продовольствием решается, главным образом, за счет дальнейшего
повышения продуктивности пашни. Этому способствует направление в
агрономической науке «Программирование урожаев». В основе данного
предмета лежит требование удовлетворения потребностей растений в
жизненно важных ресурсах для формирования урожая заданного
качества.
Программирование урожая – это разработка комплекса
взаимосвязанных мероприятий, своевременное и качественное
выполнение которых обеспечивает получение рассчитанного уровня
урожайности сельскохозяйственных культур заданного качества при
одновременном повышении плодородия почвы и удовлетворения
требований охраны окружающей среды.
Математическое программирование урожаев – это определение
продуктивности земли по почвенно-климатическим ресурсам и
разработка интенсивных технологий возделывания, обеспечивающих
7
наиболее полное использование генетического потенциала гибридов и
сортов сельскохозяйственных культур.
МПУ – предполагает развитие интегрированного метода оценки
роли и значимости различных факторов среды и их взаимодействие в
процессе формирования урожая с целью принятия оптимальных
хозяйственных решений.
МПУ опирается на достижение большинства смежных наук:
физиология растений, земледелие, растениеводство, почвоведение,
агрохимия, метеорология, агрофизика, математика,
экономика,статистика, кибернетика.
Основная цель МПУ состоит в том, чтобы перейти к широкому
использованию в агрономии количественных моделей и ЭВМ, которые
позволят быстро обрабатывать большую информацию о факторах,
влияющих на рост растений и рекомендовать оптимальный вариант
агромероприятий, направленных на получение запрограммированных
урожаев.
Основные задачи МПУ:
- по заблаговременно составленной программе рассчитать
продукционный процесс растений с учетом физико-географических,
почвенно-климатических, экономических условий зоны и
биологических особенностей растений;
- достижение максимального урожая высокого качества с
низкой себестоимостью при минимальных затратах труда, времени,
материально-технических и других ресурсов;
- на основе многофакторных полевых экспериментов и
методов математического программирования воспроизвести характер
взаимодействия основных факторов в процессе формирования урожая в
форме модели;
- математическое моделирование и разработка программ для
ЭВМ;
- модель воплотить в технологические карты возделывания
сельскохозяйственных культур в севообороте;
- практическое применение разработанной программы в
производственных условиях и уточнение исходных функциональных
моделей программирования урожая.
8
В учебном пособии акцентировано внимание на методиках расчета
возможных урожаев по влагообеспеченности посевов, по тепловым
ресурсам, по величине биоклиматического потенциала, по
агрохимическим показателям почвы и на основе математикостатистических методов.
Процесс изучения дисциплины и разработанное на основе рабочей
программы учебное пособие направлено на формирование знаний,
умений, навыков, являющихся компонентами соответствующих
профессиональных компетенций в соответствии с ФГОС ВО по
данному направлению:
ПК-3: Способен планировать урожайность сельскохозяйственных
культур на основе совершенствования и повышения эффективности
технологий выращивания продукции растениеводства с учетом научных
достижений, передового опыта отечественных и зарубежных
производителей, использования геоинформационных систем и
программных комплексов
ПК-3.1: Применяет методы расчета потенциальной, климатически
обеспеченной, действительно возможной и программируемой
урожайности сельскохозяйственных культур
По окончании изучения дисциплины студент должен знать:
- методы расчѐта урожайности сельскохозяйственных
культур;
Уметь:
- корректировать технологии питания культур в зависимости от
почвенно климатических условий, разрабатывать модели и проекты
агротехнологий на различную продуктивность сельскохозяйственных
культур.
Владеть:
- оценки состояния агрофитоценоззов и приемами коррекции
технологии возделывания сельскохозяйственных культур, методами
программирования урожаев полевых культур для различных уровней
агротехнологий.
35.04.04 «Агрономия», магистерские программы:
«Агрохимические основы управления питанием растений и
плодородием почвы», «Биологизированные технологии в традиционном
и органическом земледелии», «Селекция и семеноводство с.-х.
9
культур», «Системы интегрированной защиты растений от вредных
организмов», выполняющих задания по дисциплине: «Методы
планирования и программирования урожаев сельскохозяйственных
культур» в соответствии с Государственным образовательным
стандартом третьего +++ поколения и программами магистров,
аспирантов и специалистов агропромышленного комплекса.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]