Патент на изобретение №2271096

(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЗАСУШЛИВОГО КЛИМАТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и является элементами прогнозирования урожайности и совершенствования интенсивной технологии возделывания озимых зерновых колосовых культур в условиях засушливого климата. Способ включает посев, расчет величины гидротермического коэффициента и составление прогноза по математической зависимости. Прогнозируемую урожайность на следующий год устанавливают по выражению: Y=k₁·A·G_s·(1/х²)+k₂·В/х+k₃·С/G_s, где Y – ожидаемая урожайность, кг/га; А – норма высева, штук/га; В – сумма положительных температур от даты высева до устойчивых отрицательных температур, °С; С – ширина междурядий, м; х – длительность посева в днях от начала рекомендуемых сроков, сутки; k₁=(0,6…0,8)-10^-3 – коэффициент пропорциональности, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, кг·сутки²/штук; k₂=(0,512…0,934) – коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние температурного режима на формирование корневой системы растений, кг·сутки/°С·м²; k₃=(7…150) – коэффициент пропорциональности, учитывающий размещение на поверхности поля, кг/м; G_s – гидротермический коэффициент Г.Т.Селянинова. Изобретение позволяет получить достоверные данные при прогнозировании урожайности озимых зерновых колосовых культур в течение года. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и является элементом прогнозирования урожайности и совершенствования интенсивной урожайности и совершенствования интенсивной технологии возделывания озимых культур в условиях засушливого климата.

Известен способ прогнозирования урожайности ячменя, состоящий в том, что определяют среднесуточную температуру воздуха в мае и в зависимости от применяемых доз удобрений прогнозируют урожайность ячменя по математической зависимости:

Y=51,41-2,13х+10,3d,

где Y – урожайность ячменя, ц/га;

х – среднесуточная температура воздуха в апреле – мае, °С;

d – доза минеральных удобрений от 0 до 1

(0 – без удобрений, 1 – N₁₂₀Р₁₂₀К₆₀) (RU, патент №2158500 С2, МПК⁷ А 01 G 7/00. Способ прогнозирования урожайности ячменя / Акулов П.Г., Понедельченко М.Н., Сокорева Н.Н., Сокорев Н.С. (RU). – Заявка №98121738/13; Заявлено 30.11.1998; Опубл. 10. 11.2000).

К недостаткам описанного способа прогнозирования урожайности относятся ограниченная область и низкая достоверность получаемых результатов.

Известен способ выращивания озимой пшеницы, включающий посев и внесение фосфорно-калийных удобрений в почву перед посевом озимой пшеницы, а азотных дробно: корневым способом в несколько приемов на протяжении весенней вегетации твердыми удобрениями и, начиная с V этапа органогенеза, некорневым способом в форме водного раствора мочевины, в котором с целью повышения продуктивности посевов озимой пшеницы и повышения эффективности использования азотных удобрений азот вносят в объеме 17-50% от общего количества азотных удобрений некорневым способом, на VII-Х этапах арганогенеза в два – три приема из расчета по 20-40 кг на 1 га с интервалами между внесениями 7-10 дней (SU, авторское свидетельство №1542444 А1, М. кл.⁵ А 01 В 79/02. Способ выращивания озимой пшеницы / Т.А.Максимчук, Д.Н.Алимов (СССР). – Заявка №4413547/30-15; Заявлено 20.04.1988; Опубл. 15. 02.1990, Бюл. №6).

К недостаткам описанного способа выращивания озимых колосовых, в частности озимой пшеницы, относится то, что в формировании урожайности учитывается только один фактор – минеральное питание. Для получения гарантированного урожая на первых этапах органогенеза необходимо наличие сортовых семян, запасов почвенной влаги и соблюдение температурного режима.

Известен также способ возделывания озимой пшеницы, включающий расчет нормы удобрений на запланированный урожай и дискретное внесение их в течение вегетации, в котором с целью повышения урожайности и эффективности удобрений их вносят с поливной водой дифференцированными дозами в зависимости от потребления питательных веществ в конкретную фазу роста и развития озимой пшеницы: в фазу кущения – 19-21% азота от общей нормы азотных удобрений, 24-26% фосфора и 25-27% калия, в фазу трубкования – 41-45% азота, 44-48% фосфора и 51-57% калия, в фазу колошения и формирования зерновки – 21-23% азота, 28-31% фосфора и 19-21% калия, а в фазу молочной спелости вносят лишь азот в количестве 14-16% от общей нормы удобрений (SU, авторское свидетельство №1496660 А1, М.кл.⁴ А 01 В 79/02. Способ возделывания орошаемой озимой пшеницы / А.П.Муравлев, Е.П.Клюев, А.Т.Байкин, B.C.Рожкова (СССР).- Заявка №4077064/30 – 15; Заявлено 16.04.1986; Опубл. 30.07.1989, Бюл. №28).

К недостаткам описанного способа возделывания озимой пшеницы в условиях орошаемого земледелия относится многостадийность внесения минеральных удобрений, что сказывается на себестоимости зерна, и внесенные удобрения в сложившихся экономической ситуации и формах хозяйствования не окупают затраты на приобретение удобрений.

Наиболее близким к заявленному объекту является способ прогнозирования урожайности озимой пшеницы, состоящий в том, что определяют среднесуточную температуру воздуха в мае и в зависимости от применяемых доз удобрений прогнозируют урожайность по математической зависимости:

Y=75,6-3,14х+12,52d,

где Y – урожайность озимой пшеницы, ц/га;

х – среднесуточная температура воздуха в мае, °С;

d – доза минеральных удобрений от 0 до 1

(0 без удобрений, 1 – N₁₂₀P₁₂₀R₆₀)

(RU, патент №2158498 С2, МПК⁷ А 01 G 7/00. Способ прогнозирования урожайности озимой пшеницы / П.Г.Акулов, М.Н.Понедельченко, И.Н.Сокорева, Н.С.Сокорев (RU). – Заявка №98121715/13; Заявлено 30.11.1998; Опубл. 10.11.2000).

К недостаткам описанного способа прогнозирования урожайности озимой пшеницы относятся малый срок (от посева до уборки – 3…4 месяца) прогноза, низкая достоверность результатов прогноза и зависимость от дозы внесенных удобрений.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится способ управления продукционными процессами сельскохозяйственных растений при возделывании озимых зерновых культур в условиях засушливого климата, включающий оптимизацию сроков, норм высева и способов посева, установление суммы среднесуточных температур в пределах 550…650°С за 45…60 суток от момента посева до прекращения вегетации, формирование растениями в каждом узле кущения по 3-4 стебля с достаточным запасом сахаров для устойчивости растений к минусовым температурам в диапазоне -18…-20°С в бесснежные периоды и установление норм высева для формирования густоты стояния стеблей 500…600 шт./м² на черноземных почвах и 300…450 шт./м² на каштановых почвах, вычисление гидротермического коэффициента с учетом осадков за период с температурой выше +10°С и суммы положительных температур за тот же период, посев в десятидневный срок с температурным режимом почвы от +18 до +12°С, в котором планируемую продуктивность озимых зерновых культур определяют по формуле

Y=a·S·G_c+b,

где Y – урожайность зерна, т/га;

а – коэффициент, учитывающий норму высева семян;

b – коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия зоны;

S – фактическая сумма положительных температур от посева до прекращения вегетации, °С;

G_c – гидротермический коэффициент, мм/°С,

при этом при G_c меньше 0,5 норму высева семян уменьшают на 10…15% от оптимальных зональных величин, при G_c в диапазоне от 0,5 до 0,9 норму высева сохраняют, при G_c больше 0,9 норму высева увеличивают на 20…25%, а с увеличением норм высева ширину междурядий с 0,25 см уменьшают до 7,5 см (RU, патент №2228607 С1, МПК⁷ А 01 G 7/00. Способ управления продукционными процессами при возделывании озимых зерновых культур в условиях засушливого климата / А.Ф.Рогачев, A.M.Салдаев, Д.А.Рогачев (RU). – Заявка №2002126981/12; Заявлено 09.10.2002; Опубл. 20.05. 2004, Бюл. №14).

К недостаткам описанного способа применительно к решаемой нами проблеме относится то, что данный способ не учитывает фактическую норму высева, длительность посева в днях от начала рекомендуемых сроков, сортовые качества семян в накоплении зерновой массы, влияние температурного режима на формирование корневой системы растений, размещение растений на поверхности поля. Отсутствие учета указанных факторов в данном способе не позволяет получить достоверный прогноз урожайности озимых зерновых культур при возделывании в условиях острозасушливого климата.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направленно изобретение, – получение достоверных данных при прогнозировании урожайности озимых зерновых колосовых культур в течение года.

Технический результат – гарантированный урожай озимых зерновых культур при возделывании в условиях острозасушливого климата.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе прогнозирования урожайности озимых зерновых культур при возделывании в условиях засушливого климата, включающем установление сроков, норм высева, способов посева, расчет величины гидротермического коэффициента и составление прогноза по математической зависимости, согласно изобретению прогнозируемую урожайность на следующий год устанавливают из выражения:

Y=k₁·A·G_s·(1/x²)+k₂·B/x+k₃·C/Gs,

где Y – ожидаемая урожайность озимых зерновых культур, кг/га;

А – норма высева, штук/га;

В – сумма положительных температур от даты высева до устойчивых отрицательных температур, С;

С – ширина междурядий, м;

х – длительность посева в днях от начала рекомендуемых сроков, сутки;

k₁=(0,6…0,8)·10^-3 – коэффициент пропорциональности, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, кг·сутки²/штук;

k₂=(0,512…0,934) – коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние температурного режима на формирование корневой системы растений, кг·сутки/°С·м²;

k₃=(7…150) – коэффициент пропорциональности, учитывающий размещение растений на поверхности поля, кг/м;

G_S – гидротермический коэффициент Г.Т.Селянинова.

Изобретение поясняется диаграммой, где на карте районов Волгоградской области нанесены линии значений G_S гидротермического коэффициента Г.Т.Селянинова.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Способ прогнозирования урожайности озимых зерновых культур при возделывании в условиях засушливого климата включает установление начала срока высева озимых, оптимальных норм высева семян для подзоны, способ посева (узкорядный, рядовой перекрестный, широкорядный, разбросной), установление влаго- и теплообеспеченности, расчет величины гидротермического коэффициента и составление прогноза по математической зависимости.

Считается оптимальным высев озимых зерновых культур с 1 по 10 сентября на светло-каштановых почвах с нормой высева (2,5…3,0)·10⁶ штук/га в полупустынной зоне. В зоне с лучшими почвами норму высева могут увеличить до (4,5…5,0)·10⁶ штук/га. В период сева температурный режим почвы и воздуха не должен опускаться ниже +18…+15°С.

Устанавливают для каждого хозяйства количество выпавших осадков в августе месяце и сумму температур и по этим данным производят вычисление гидротермического коэффициента по известной формуле Г.Т.Селянинова:

где Р – сумма осадков за месяц до начала посева озимых;

t – сумма положительных температур.

Ориентировочные значения величин G_S могут быть для районов Волгоградской области сняты с диаграммы на чертеже, а для подзон – из таблицы.

Далее прогнозируемую урожайность на следующий год устанавливают из выражения:

где Y – ожидаемая урожайность, кг/га;

A – норма высева, штук/га;

В – сумма положительных температур от даты высева до устойчивых отрицательных температур, °С;

С – ширина междурядий, м;

х – длительность посева в днях от начала рекомендуемых сроков, сутки;

k₁=(0,6…0,8)·10^-3 – коэффициент пропорциональности, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, кг·сутки²/штук;

k₁=(0,512…0,934) – коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние температурного режима на формирование корневой системы растений, кг·сутки/°С·м²;

k₃=(7…150) – коэффициент пропорциональности, учитывающий размещение на поверхности поля, кг/м;

G_S – гидротермический коэффициент Г.Т.Селянинова.

Реализацию заявленного способа прогнозирования урожайности проиллюстрируем на четырех примерах в характерных зонах возделывания озимых зерновых колосовых культур в условиях острозасушливого климата на примере Волгоградской области по данным хозяйственной урожайности в период уборки и посева в 2003 и 2004 годах.

Пример 1. Прогнозируемую урожайность озимой пшеницы сорта Дон-95 путем высева кондиционных семян нормой высева А=3,5·10⁶ штук/га в срок посева 1.09.-11.09.2003 г. на черноземных почвах в степной зоне. По изолиниям на чертеже определяем средневзвешенное значение величины гидрометрического коэффициента G_S, равное 0,8 для хозяйств Суровикинского района Волгоградской области, в частности СХПК «Победа Октября». Рекомендуемая норма высева для подзоны – А=3,5·10⁶ штук/га. Сев осуществляли посевным агрегатом с сеялками СЗ-3,6. Ширина междурядий С=0,15 м. Величину коэффициентов k₁, k₂ и k₃ принимаем на основе многолетних данных хозяйственной урожайности озимых зерновых культур в период с 1993 по 2003 годы: k₁=0,8·10^-3; k₂=0,55; k₃=100; B=560°C.

Прогнозируемая урожайность зерна на 2004 год составила:

Y=0,8·10^-3·3,5·10⁶·0,8·(1/1²)+0,55·560·1/1+100·0,15/0,8=2240+308,0+18,75-2566,75 кг/га.

Фактическая урожайность по результатам уборки в июле 2004 года составила 2,8 т/га зерна.

Разница между прогнозом и фактической урожайностью составила 8,33 %.

Пример 2. Прогнозируемая урожайность озимой ржи сорта Саратовская 7 путем высева кондиционных семян нормой А=4,5·10⁶ штук/га в срок 1.09.2003 г. на темно-каштановых почвах в сухостепной зоне в АКХ «Хлебороб» Урюпинского района Волгоградской области. При посеве 1.09.2003 г. двумя посевными аппаратами за световой день было засеяно 96 га озимой ржи.

Величина коэффициентов: k₁=0,7·10^-3; k₂=0,56; k₃=150; G_s=1,3; В=560°С; С=0,15 м.

Потенциальная урожайность, получаемая расчетом:

У=0,7·10^-3·4,5·10⁶·1,3·(1/1)²+0,56·560/1/1+150·0,15/1,3=4095+313,6+17,3076=4425,90 кг/га.

Фактическая урожайность по контрольным обмолотам составила 4,87 т/га. Ошибка в прогнозе – 9,13%.

Пример 3. Оценка качества зерна и ожидаемая продуктивность при возделывании озимого ячменя сорта Силуэт в период посева 5.09. 2003 г. на каштановых почвах в сухостепной зоне Серафимовичского района в колхозе им. Куйбышева. Величина коэффициентов: k₁=0,6·10^-3; k₂=0,934; k₃=70; G_s=1,1; В=580°С; С=0,225 м; А=4,8·10⁶ штук/га.

Ожидаемая урожайность зерна:

Y=0,6·10^-3·4,8·10⁶·1,1,^·(1/2²)+0,934·580(1/2)+70·0,225/1,1=792+270,86+14,31=1077,17 кг/га.

Фактическая средняя урожайность составила 1273 кг/га. Ошибка в прогнозе – 15,32%.

Пример 4. Оценка качества зерна и продуктивность озимой пшеницы сорта Саратовская 90 в период посева 10.09.2003 г. на светло-каштановых почвах в полупустынной зоне Среднеахтубинского района в АОЗТ «Комсомолец». Величина коэффициентов:

k₁=0,8·10^-3; k₂=0,8; k₃=70; G_s=0,7; В=550°С; С=0,075 м; А=4,0·10⁶ штук/га; х=1 сутки.

Ожидаемая урожайность зерна:

Y=0,8·10^-3·4,0·10⁶·0,7·(1/1²)+0,8·550/1+70·0,075/0,7=2240+440+7,5=2687,5 кг.

Фактическая урожайность была в сезон уборки (13-22 июля 2004 г.) – 2,78 т/га. Ошибка в прогнозе – не более 4%.

Таким образом, установленная зависимость (2) позволяет за год до уборки реально оценить виды на урожай при возделывании в условиях засушливого климата на Юго-Востоке Российской Федерации.

Формула изобретения

Способ прогнозирования урожайности озимых зерновых культур при возделывании в условиях засушливого климата, включающий установление сроков, норму высева, способов посева, расчет величины гидротермического коэффициента и составления прогноза по математической зависимости, отличающийся тем, что прогнозируемую урожайность на следующий год устанавливают из выражения

Y=k₁·A·G_s·(1/х²)+k₂·В/х+k₃·С/G_s,

где Y – ожидаемая урожайность, кг/га;

А – норма высева, штук/га;

В – сумма положительных температур от даты высева до устойчивых отрицательных температур, °С;

С – ширина междурядий, м;

х – длительность посева в днях от начала рекомендуемых сроков, сутки;

k₁=(0,6…0,8)·10^-3 – коэффициент пропорциональности, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, кг·сутки²/штук;

k₂=(0,512…0,934) – коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние температурного режима на формирование корневой системы растений, кг·сутки/°С·м²;

k₃=(7…150) – коэффициент пропорциональности, учитывающий размещение растений на поверхности поля, кг/м;

G_s – гидротермический коэффициент Г.Т.Селянинова.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.08.2006

Извещение опубликовано: 10.04.2008 БИ: 10/2008