4.1 Расчет величины действительно возможного урожая

Необходимое условие фотосинтеза - энергия солнечной радиации. Следует создавать такие посевы, в которых листья поглощали бы энергию солнца с возможно более высоким коэффициентом полезного действия (КПД) для создания наибольшей биомассы и сосредоточения ее в хозяйственно-ценной части урожая.

В процессе фотосинтеза принимает участия не вся солнечная энергия, а только ее видимая часть - фотосинтетически активная радиация (ФАР). Энергия ФАР составляет около 50% общей энергии солнечной радиации.

Объективным показателем величины урожая может служить коэффициент использования ФАР. Хорошие урожаи соответствуют 2-3% использования ФАР. При возделывании сортов интенсивного типа и оптимизации всех процессов формирования урожая возможно аккумуляция в урожае 3,5-5%ФАР и более.

Расчеты:

Определим величину потенциальной урожайности (ПУ) по приходу ФАР по формуле:

У_пу = ?Q*K_Q*10⁸/100q,

где У_пу - расчетный потенциал урожая абсолютно сухой биомассы, т/га;

?Q - сумма ФАР за период вегетации рассматриваемой культуры в ккал/см²;

q - калорийность единицы сухого органического вещества, ккал/кг;

K_Q- потенциальный коэффициент полезного действия (КПД) фотосинтеза (3…5%).

У_пу = 27,3*3*10⁵/100*4600 = 17,8 ц/га

Пересчет урожая абсолютно сухой биомассы (У_пу) в урожай (У_хоз) хозяйственно-полезной продукции при стандартной влажности зерна, рассчитывается:

У_хоз = 100*У_пу/(100-щ)б,

где щ - стандартная влажность полезной продукции; б - сумма урожаев полезной и побочной продукции в частях полезного урожая.

У_хоз = 100*17,8/(100-12)*8 = 2,5 ц/га

На основании полученных результатов (У_пу) следует определить уровень использования почвенно-климатических ресурсов и продуктивности сельскохозяйственных культур.

Табл. 4.1.1. - Оценка использования почвенно-климатических ресурсов полевой культуры

Урожай фактический (У_фак) следует взять средний за ряд лет по хозяйству, для которого выполняется проект или средний урожай по району, область. Коэффициент использования солнечной энергии (КПД ФАР) фактическим урожаем (У_фак) определяется по формуле:

КПД ФАР_фак = Кол-во аккумул-ой в урожае ФАР/приход ФАР*100,

Количество аккумулированной в урожае энергии определяется путем умножения показателя калорийности растений (q) на показатель биологического урожая (У_биол).

У_биол = РКПА/10⁵,

где У_биол- биологическая урожайность, т/га;

Р - количество растений на м²,шт;

К - коэффициент продуктивной кустистости;

П - число зерен в коробочке;

А - масса 1000 зерен, г.

У_биол= 1500*2,3*10*4,3/100000 = 1,48 ц/га

Кол-во аккум. в урожае ФАР = 4600*1,48 = 6808

КПД ФАР = (6808/27,3*10⁵)*100 = 0,25%.

Фактический урожай составляет 20% от потенциально возможного, используют ФАР - 0,2%, но необходимо учитывать агротехнические и другие приемы, так как эти показатели могут быть значительно выше полученных.

По сколько основным лимитирующим фактором из климатических условий является влага, то и величину действительно возможного урожая (ДВУ) следует рассчитывать по влагообеспеченности. Влагообеспеченность определяется содержание влаги в метровом слое почвы и количеством продуктивных осадков, выпавших за период вегетации культуры. ДВУ следует рассчитывать по формуле:

ДВУ = 100*(W_n+0,8*O_v/K_w),

где ДВУ - урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га;

W_n- запасы продуктивной влаги в почве , мм;

0,8 - коэффициент продуктивности осадков;

O_v - сумма осадков за вегетацию культуры, мм;

K_w - коэффициент водопотребления.

ДВУ = 100*(240+0,8*280/400) = 116,0 ц/га

ДВУ_хоз = 100*116/(100-12)*8 = 16,5 ц/га

Табл. 4.1.2.