Процесс программирования урожайности включает два этапа: разработку научно обоснованной программы получения расчетной урожайности и практическую реализацию разработанной программы в производственных условиях. Выполнение этих этапов предусматривает следующие элементы:

определение потенциально возможного уровня урожайности (ПУ) по лимитирующему в данном районе почвенно-климатическому фактору;

определение действительно возможного урожая (ДВУ) с учетом почвенного плодородия, климатических и экономических факторов;

выявление причин несоответствия между фактически получаемым и действительно возможными урожаями;

расчет доз удобрений под программируемый урожай для каждого поля севооборота, с учетом агрохимических показателей почвы, биологических особенностей культуры и сорта;

разработка технологических карт, включающих все необходимые агротехнические приемы с указанием способов и сроков их выполнения;

своевременное и качественное выполнение агротехнических приемов, предусмотренных технологической картой;

учет урожая и условий выращивания сельскохозяйственных культур на каждом поле с целью накопления информации, необходимой для оперативной корректировки разработанной программы и последующих уточнений нормативов и показателей программирования урожаев.

Все факторы и условия, необходимые для получения любого программируемого урожая делят на две группы: 1) биологические факторы – растение, посев, структура агроценоза и урожая; 2)энергия и питательные и вещества, непосредственно входящие в состав органической массы растения, в урожай.

В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства программирование урожаев позволяет наиболее полно и эффективно использовать почвено-климатические, материальные, трудовые ресурсы и генетический потенциал выращиваемых сортов и гибридов. Внедрение программированного выращивания сельскохозяйственных культур означает интенсификацию технологических процессов в растениеводстве при качественно более высоком уровне производительности труда. Так, широко распространяемые в нашей стране интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, ориентируемые на конечный результат – получение запрограммированного урожая, уже показали высокую эффективность.

Величина возможного урожая может быть рассчитана по первым пяти принципам: 1) по приходу фотосинтетически активной радиации и использовании ее посевами; 2) по биоклиматическим показателям; 3) по влагообеспеченности посевов; 4) по фотосинтетическому потенциалу посевов; 5) по потенциальным способностям культуры (сорта, гибрида), агрофитоценозов и набора культур в пожнивных и поукосных посевах. Для разработки технологической схемы программированного выращивания культур предназначены остальные принципы: 6) разработка системы удобрения с учетом эффективного плодородия почвы и потребности растений в питательных веществах; 7) разработка комплекса агротехнических мероприятий исходя из требований культуры (сорта, гибрида); 8) всесторонний учет и правильное применение основных законов земледелия и растениеводства; 9) разработка системы мер борьбы с болезнями и вредителями выращиваемых растений; 10) использование математического аппарата для наиболее точного определения комплекса агроприемов, обеспечивающих формирование запланированных урожаев.

3. Определение потенциального урожая по приходу солнечной энергии (использование ФАР)

В процессе фотосинтеза, в результате которого образуется органическое вещество, составляющее 90-95% биомассы растений, используется только часть солнечной радиации, находящейся в спектральном интервале длин волн от 380 до 710 нм. Эту часть солнечной энергии называют фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Установлено, что урожаи, получаемые в производстве, намного ниже тех, которые могут быть обеспечены приходом ФАР и другими климатическими ресурсами.

Поэтому при программировании урожаев, прежде всего, определяют величину потенциального урожая, который может быть получен в данной климатической зоне при оптимальных почвенных и агротехнических условиях. Она зависит от величины ФАР и возможностей ее использования культурой (сортом).

Зная приход ФАР в конкретном районе за вегетационный период, можно поставить задачу усвоения посевами 2-3% или более ФАР и на основании этих показателей с учетом калорийности единицы органической массы урожая определить возможную урожайность культуры (сорта) или нескольких культур, выращиваемых на одном поле. В среднем каждый килограмм сухой органической массы аккумулирует 16750 кДж (4000 ккал) энергии. Расчет проводят по формуле:

Убиол = EQK ,

100q

Где Убиол – биологический урожай абсолютно сухой растительной массы, т/га; EQ – суммарный приход ФАР за вегетационный период культуры в данной зоне млрд. кДж/га (млрд. ккал/га); К – запланированный коэффициент использования ФАР, %; q – количество энергии, выделяемое при сжигании 1 кг сухого вещества биомассы (обычно принимают q = 16750 кДж).

Посевами тритикале запрограммировано усвоить 2% ФАР. За период вегетации в посевы приходится 19,80 млрд. кДж/га. При этих показателях ФАР урожай абсолютно сухой биомассы составит

Убиол = 9,913 * 109 *2 = 11,8 т/га абсолютно сухой биомассы;

105 * 16750

Для перехода от урожая абсолютно сухой биомассы к урожаю зерна при стандартной влажности пользуются формулой:

У о. пр. = 100 Убиол

(100 – В ст.) * а,

Где Уо.пр.- урожай основной продукции при стандартной влажности, т/га; Убиол - биологический урожай абсолютно сухой растительной массы, т/га; В ст. – влажность основной продукции по ГОСТу, %; а – сумма относительных частей основной и побочной продукции в общем урожае сухой биомассы.

У о. пр. = 100 * 11,8 = 5,97т/га.

(100 –14) * 2,3

Итак, урожай абсолютно сухой биомассы по приходу ФАР будет равен 11,8 т/га, а урожай основной продукции 5,97 т/га.

Определение потенциального урожая по биоклиматическим показателям.

По ограниченной теплообеспеченности величину потенциального урожая можно определить по гидротермическому показателю (ГТП) или величине биоклиматического потенциала (БКП), которые учитывают и влагообеспеченность. Урожай сухой биомассы по ГТП рассчитывают по формуле А. М. Рябчикова:

Убиол. = 2,2 ГТП – 10.

Здесь ГТП = 0,46 Кувл * Тв,

Кувл. = 2453 * W

104 * R ,

где Убиол. – биологический урожай абсолютно сухой биомассы, т/га; ГТП - гидротермический показатель (потенциал) продуктивности; Тв – период вегетации культуры, декады; Кувл. – коэффициент увлажнения; 2453 – коэффициент скрытой теплоты испарения, кДж/кг (568 ккал/кг); W – количество продуктивной влаги за период вегетации, мм; R – суммарный радиационный баланс за этот период, кДж/см2, (ккал/см2).

Кувл. = 2453 * 338 = 1,24

104 * 67,0

ГТП = 0,46 * 1,24 * 12 = 6,84

Убиол. = 2,2 * 6,84 – 10 = 5,05 т/га.

Урожай зерна будет равен:

Уз. = 100 * 5,05 = 2,55 т/га.

(100-14) * 2,3

Итак, урожай сухой биомассы по ГТП будет равен 6,84 т/га, урожай зерна – 2,55 т/га.