Закон минимума, оптимума и максимума

Смысл его заключается в том, что наиболее высокий урожай может быть получен при оптимальном наличии фактора, а по мере увеличения или уменьшения его урожай снижается. При интенсификации земледелия значение этого закона усиливается.

Закон совокупного действия факторов жизни растений имеет исключительно большое значение. Он гласит: «Наибольшая эффективность всякого фактора осуществляется только при полной обеспеченности растения всеми другими факторами». При одновременном и оптимальном обеспечении растений всеми факторами жизни создаются наилучшие условия для получения максимального урожая с высоким качеством продукции. На практике действие этого закона можно наблюдать в передовых хозяйствах при выращивании интенсивных сортов зерновых культур. Одновременное (совокупное) наличие достаточных количества влаги и пищи позволяет получать очень высокие (70-90ц/га) урожаи зерна высокого качества.

Закон возврата веществ в почву предусматривает, что все питательные вещества, которые взяты из почвы для создания урожая, или потерянные ею в силу других причин (вымывание, сорняки) должны быть возвращены путем внесения удобрений или с помощью других агротехнических приемов. Потерянные вещества почвой должны возвращаться в нее с некоторым превышением, чтобы обеспечить непрерывный рост урожаев.

Опыт передовых хозяйств свидетельствует, что там, где в почву возвращается питательных веществ больше, чем из нее берется, обеспечивается прогрессивный рост ее плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур. Нарушение закона возврата веществ может привести к утрате почвой ее плодородия.

Закон прогрессивного роста эффективного плодородия почвы по мере интенсификации земледелия утверждает непрерывность увеличения продуктивности почв при сохранении и повышении их плодородия, обеспечивающего получение максимального количества продукции растениеводства с единицы площади с наименьшими затратами. В самой природе почвообразовательного процесса, совершающегося при ведущей роли живых организмов, заложено неизбежное возрастание со временем плодородия почвы (образование торфяников происходитв специфических условиях и без отторжения продукции ).

При использовании почвы как средства производства при выращивании сельскохозяйственных культур этот процесс нарушается. Агротехническими приемами можно увеличивать или снижать плодородие почвы. По мере интенсификации земледелия, внесения удобрений, соблюдения севооборотов, плодородие почвы возрастает.

Закон плодосмена определяет, что любое агротехническое мероприятие более эффективно при плодосмене. Необходимость смены и чередования в севооборотах различных культур обуславливается особенностями их требований к условиям произрастания и воздействия на почву. Чаще всего это связано с накоплением в ней различных болезней, вредителей и сорняков, а также выносом с урожаем одних и тех же элементов питания и неодинаковым размещением и накоплением корневыми и пожнивными остатками бобовых азота. Для соблюдения этого закона сельскохозяйственные культуры необходимо выращивать в севооборотах с соблюдением научно - обоснованного чередования.

Многие хозяйства нашей страны, опираясь на вышеперечисленные законы земледелия, добиваются высоких показателей в своей деятельности. Это проявляется не только в высоких и стабильных урожаях, но и в эффективном использовании имеющихся в них ресурсов – земли, удобрений, новых сортов, техники и т.д.

1.3 Рост и развитие растений

Индивидуальное развитие растений или онтогенез - это процесс непрерывных, качественных изменений, в ходе которого происходит формирование их урожая. Одно и то же растение в разные периоды жизни от посева до созревания требует неодинаковых условий. Развитие его в течение жизни не однотипно. В процессе вегетации полевых культур различают стадии и фазы их развития. Кроме этого, в жизни растений выделяют периоды и этапы органогенеза, которые приходятся на определенные фазы образования и развития органов растений.

Растение и необходимые для его жизни условия составляют единство, основой которого является обмен веществ между растением и внешней средой. Во взаимодействии со средой происходит непрерывное развитие растения через приспособление, изменчивость, отбор и наследственное закрепление свойств и признаков.

Растение мы представляем себе как организм в развитии: оно рождается, живет, формирует семена (плоды), отмирает.

Каждое растение обладает определенными требованиями к условиям жизни и способностью, так или иначе, реагировать на изменения этих условий. Наконец, каждый вид и сорт по-разному ассимилирует условия среды и строит свои органы согласно закономерностям индивидуального развития.

Изменяя условия жизни, можно управлять развитием и продуктивностью растений.

Стадии развития. Жизнь растения складывается из качественно отличимых этапов - стадий. В период прохождения этих стадий развиваются части и органы растения, различные его свойства и качества. Рост и развитие - процессы не тождественные.

Под ростом подразумевается увеличение массы, объема, высоты растений, связанных с новообразованием растительной ткани. Основа для него - ассимиляция.

Развитие — это процесс качественных изменений (содержимого клеток и органообразовательных процессов), который растение проходит от прорастания семени до созревания новых семян.

В то же время рост и развитие связаны между собой. Рост — это одно из свойств развития и предпосылка развития растения. Рост свойственен только развивающемуся организму. Пока семя не тронется в рост, растение не может начать стадийного развития. В зависимости от стадии развития изменяется и характер роста: идет образование различных органов.

Быстрота развития не всегда зависит от скорости роста. В практике можно наблюдать быстрый рост и медленное развитие (озимые, посеянные весной, быстро растут, но медленно развиваются); возможно и обратное явление: медленный рост и относительно быстрое развитие (озимые, высеянные осенью, вначале медленно растут, но успевают к весне пройти стадию яровизации, а затем и световую стадию). Возможны и такие случаи, когда растение будет быстро расти и быстро развиваться или, наоборот, медленно расти и медленно развиваться.

Требования растений к условиям развития и роста определяются исторически сложившейся наследственностью.

Скорость прохождения каждой стадии, зависит от количественного выражения факторов, входящих в необходимый комплекс, и от состояния растения.

Качественные изменения в точках роста растения проходят в строгой последовательности до определенного предела, и процесс этот необратим. Эти изменения передаются в процессе роста новым клеткам и органам растения, образовавшимся из изменившихся клеток (путем деления и новообразования), и не могут обычно передаваться в соседние, даже близко расположенные, но ранее сформировавшиеся части того же растения. Разные участки стебля могут быть в разных стадиях развития, (ткани нижней части стебля бывают обычно стадийно более молодыми, чем выше расположенные части стебля). Стадийное развитие идет от возрастно более старых к молодым клеткам (тканям), а не наоборот.

Так как стадии развития растения образуют общебиологические этапы индивидуального развития, то эти стадии являются базой развития органов и признаков растения.

Знание прохождения посевами отдельных стадий развития позволяет своевременно и эффективно применять необходимые технологические приемы по формированию высоких урожаев. Все агротехнические мероприятия следует проводить точно по стадиям формирования урожая и их требованиям к условиям питания. Отклонения от этого вызывают потери урожая.

Фазы развития. В процессе жизненного цикла у растений наблюдаются внешние морфологические изменения. Так, у сельскохозяйственных культур в процессе роста различают фенологические фазы, связанные с морфологическими изменениями органов и образованием новых частей: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение (выметывание) у злаковых, ветвление стебля у бобовых, капустных и других культур; цветение, формирование семян, налив, созревание у злаковых; бутонизация, цветение, образование бобов, созревание, полная спелость у бобовых культур.

Озимые растения первые три фазы проходят при благоприятных условиях осенью, остальные – весной и летом следующего года; яровые весной и летом в год посева. У двулетних кормовых корнеплодных растений (свеклы, брюквы, турнепса и др.) в первый год вегетации растений формируются корнеплоды, а на второй год рост и развитие направлены на формирование семян. У многолетних трав такой цикл повторяется 3-10 и более лет.

Межфазный период составляет 7…12 дней и зависит преимущественно от температуры. Чем выше температура в период фазы, тем короче межфазный период.

Начало фазы развития отмечается в момент ее наступления у 10-15% растений.

После колошения (или выметывания) у злаковых или бутонизации у бобовых и других двудольных растений ускоряются процессы накопления сухих веществ: азотистых соединений, белка, крахмала, сахара, жира, фосфора, калия, макро- и микроэлементов. Вследствие их различного содержания и распределения в зерне изменяется соотношение протеина и его фракций, а также соотношение между самими фракциями, что сопровождается изменением качества зерна.

Формирование зерна сопровождается резким снижением влажности растений, усыханием листьев и стеблей. Растения приобретают желтую, коричневую и бурую окраску. У бобовых культур эти процессы происходят более медленнее.

Для снабжения зерна продуктами ассимиляции СО2, очень важно чтобы сам колос, верхняя часть стебля и флаговый лист, как можно больше находились в здоровом, зеленом состоянии.

Преждевременное прекращение их функций засухой или болезнями приводит к образованию щуплого зерна за счет снижения, прежде всего, доли эндосперма (мучнистого тела), в то время как зародыш и алейроновый слой страдают меньше.

Когда зерно достигает своего максимального объема, с этого момента морфологической спелости начинается его созревание. С уменьшением влажности по мере созревания зерен уменьшается их масса. Окончательная масса зерен зависит от вида, сорта, а также условий выращивания. Различают следующие стадии созревания зерновых культур: молочная, молочно-восковая, восковая, начало полной, полная спелость. Сроки наступления полной спелости зерна зависят от многих факторов, среди которых немалая роль принадлежит почвенно-климатическим условиям, приемам возделывания и сортовым особенностям. В Беларуси полная спелость зерновых культур обычно наступает в конце июля - первых числах августа. При прохладной и дождливой погоде в весеннее-летний период вегетации увеличивается продолжительность всех фаз, задерживается созревание зерна, сухая же и жаркая погода ускоряет созревание зерна.

Длительность фаз созревания отличается у разных видов. Вследствие засухи или поражения болезнями посевы могут быстрее созревать (преждевременное созревание). В таких условиях образуются неполноценные зерна (щуплые, сморщенные). Физиологическая спелость достигнута, когда зерна в состоянии прорасти, т.е. они достигли полной всхожести. Период покоя у разных зерновых выражен по-разному. У ржи и тритикале период покоя очень короткий и при достижении полной спелости достаточно незначительной влаги, чтобы вызвать прорастание.

Время от посева до полного формирования урожая у разных видов разное, как и длительность отдельных фаз. В табл. 1.3.1 представлена характеристика фаз вегетации озимой мягкой пшеницы.

Таблица 1.3.1

Характеристика фаз вегетации озимой пшеницы

 

Показатель

Набухание и прорастание семян

Всходы

Кущение

осеннее весеннее
Продолжи-тельность, дней 7 – 15 17 – 25 25 – 35 30 – 40
Сумма среднесуточных температур, оС   120 – 130   150 – 250   200 – 240   250 – 300
  Показатель Выход в трубку (стеблевание)   Колошение Цветение и оплодотворение Формирование, налив и созревание зерна
Продолжи-тельность, дней 25 – 35 5 – 6 5 – 7 30 – 40
Сумма среднесуточных температур, оС   350 – 450   100 – 120   110 – 130   650 – 750

 

1.3.1 Этапы органогенеза зерновых культур

Однако фазы развития растений не отражают все сложные органообразовательные процессы, происходящие в растениях.

Каждый орган, как и растение в целом, при формировании проходит ряд этапов. Установлено, что влияние каждого фактора среды, определяющего продуктивность растения, неодинаково на различных этапах его индивидуального развития (онтогенез). В связи с этим при интенсивной технологии возрастает роль контроля над состоянием растений по этапам органогенеза, так и меняющихся условий произрастания.

Ф.М.Куперман установила в развитии злакового растения двенадцать основных этапов органогенеза, общих для всех покрытосеменных растений (рис. 1.3.1.1), на каждом из которых формируются характерные для данного этапа развития органы растения. В разные фазы развития у растений наблюдаются и разные требования к факторам внешней среды.

 

Рис. 1.3.1.1 Этапы органогенеза озимой пшеницы (объяснения в тексте)

I. В набухшем от влаги семени начинается активное разрастание зародышевых органов. При прорастании зерновки трогается в рост главный зародышевый корешок. Через сутки-двое появляются зародышевые корни. Конус нарастания (точка роста) недифференцированный. Этап завершается прорастанием семени и появлением всходов.

II. Дифференциация основания конуса нарастания на зачаточные узлы, междоузлия и стеблевые листья.

III.Вытягивание и сегментация конуса нарастания – зачаточной оси колоса. С началом кущения образуются вторичные (узловые) корни.

IV.Формирование колосковых бугорков (конуса нарастания второго порядка). Растут нижние междоузлия. Начало выхода в трубку.

V.Формирование цветков в колосках. Первыми начинают дифференцироваться колосковые бугорки в средней части колоса, а затем процесс идет вверх и вниз вдоль оси. На этом этапе окончательно определяется потенциально возможное для сорта число цветков в колосках. Продолжается выход в трубку.

VI.Формирование пыльниковых мешков и завязи пестика. Идет рост тычинок, пестика и покровных органов цветка. Усиленно растут средние междоузлия. Стеблевание.

VII.Завершение процесса формирования пыльцы. Усиливается рост тычиночных нитей. Начинается интенсивный рост члеников соцветия и покровных органов цветка, а также верхних междоузлий. Стеблевание.

VIII.Завершается процесс формирования всех органов соцветия и цветка. Усиленно растет самое длинное верхнее междоузлие. Идет выколашивание.

IX.Цветение, оплодотворение, образование зиготы. Рост междоузлий стебля прекращается.

X.Формируются зерновки. К концу этапа зерновки достигают типичной для сорта длины.

XI.Накопление питательных веществ в зерновках (налив), идет их рост в толщину и ширину; фазы молочного и тестообразного состояния.

XII.Рост зерновки прекращается, наступает восковая и полная спелость. Накопленные в зернах питательные вещества превращаются в запасные.

Таким образом, в ходе онтогенеза у растений зерновых культур одновременно протекают возрастные, этапные и органообразующие процессы.

В настоящее время существует достаточно много шкал онтогенеза злаковых культур. Различные авторы рекомендуют мероприятия по уходу за растениями, используя разные шкалы. В табл. 1.3.2. представлена фенологическая шкала по международному коду в сравнении с этапами органогенеза по Ф.М. Куперман.

Продолжительность отдельных фаз вегетации и этапов органогенеза неодинакова. Она обусловлена биологическими особенностями вида, сорта и погодными условиями в период прохождения той или иной фазы вегетации (табл. 1.3.2).

Таблица1.3.2

Соотношение кодовых обозначений отдельных фенофаз роста

и развития хлебных злаков по различным шкалам

Фазы роста и развития По международной классификации Этапы органогенеза по Куперман
Прорастание: сухая зерновка набухшая зерновка появление первичного корешка появление колеоптиля , Всходы (выход колеоптиля на поверхность почвы) Появление первых листьев: первого второго третьего четвертого и последующих (до девятого) Кущение: боковой стебель во влагалище начало кущения, развиты главный и один боковой стебель полное кущение, развиты главный и пять боковых стеблей конец кущения (листовое влагалище начинает удлиняться) Выход в трубку: начало фазы над поверхностью почвы на главном стебле замечен первый узел замечен второй узел замечены третий – шестой узлы последний лист выходит из влагалища появление язычка у последнего листа набухание листовых влагалищ верхнего листа Колошение: начало (замечен первый колосок) выколосился колос на 1/4 1/2 3/4 виден целый колос Цветение: начало (появляются первые пыльники) полное цветение конец   0 3 5 7   10   11 12 13 14 – 19   20 21   25   29     30 31   32 33 – 36 37 39 43   51 53 55 57 59   61 65 69       I   I I I I   I I – II   II   II – III     III – IV V   V – VI V – VI VI – VII VII VII   VIII   IX IX IX
Формирование зерновки (первые зерновки достигли конечного размера, их содержимое водянистое) Молочная спелость: ранняя средняя поздняя Восковая спелость (содержимое зерновки мягкое, пластичное) Желтая спелость Полная спелость (зерновка твердая, растение засохшее, отмирает) 70     71 75 77 85   87 91   X XI     XII

1.3.2 Формирование элементов продуктивности зерновых культур

Каждый этап органогенеза совпадает с определенной фазой роста и развития зерновых культур, на каждом этапе формируются определенные элементы продуктивности. Взаимосвязь фаз, этапов органогенеза и элементов продуктивности растений представлена в табл.1.3.2. и на рисунке 1.3.1.1.

Целью интенсивных технологий является максимальная реализация потенциальной продуктивности растений. Она зависит от основных элементов структуры урожая. Урожайность зерновых культур учитывают по числу продуктивных побегов, по элементам продуктивности ко­лоса (числу колосков и цветков), заложившихся на IV—V этапе органогенеза, по числу зерновок в колосе, достигших XI—XII этапа.

Как правило, высокая потенциальная продуктивность современных сортов реализуется не полностью, уровень реализации зависит от создания оптимальных условий прохождения соответствующих этапов органогенеза.

Анализируя данные таблицы 1.3.2., можно выделить четыре пе­риода формирования элементов продуктивности растений на разных этапах органогенеза.

Первый период (I—II этап органогенеза). Прорастают семена, появляются всходы, определяется число побегов кущения, зародышевых и узловых корней, величина конуса нарастания. Чем синхронное идет кущение, тем больше образуется продуктивных стеблей.

У озимых культур II этап длится в течение всей осени и зимы, поэтому число продуктивных побегов опреде­ляется продолжительностью и энергией осеннего кущения и выживаемостью осенних побегов взимний период. У большинства сортов озимых культур гибель осенних побегов зимой может компенсироваться весенним куще­нием. Однако, хотя конусы нарастания зон кущения выходят весной из состояния покоя, в условиях быстрого нарастания температуры воздуха они ускоренно проходят второй этап органогенеза, дают побеги с меньшим габи­тусом и по продуктивности не превосходят побеги яровых культур.

Наибольшее число побегов и пазушных почек на рас­тении формируется тогда, когда главный побег находится на IV—V этапе органогенеза. При переходе главного побега к VI этапу идет массовое отмирание пазушных почек и приостанавливается развитие побегов кущения, которые отставали от главного на 2—3 этапа.

Второй период (III — IV этап органогенеза). Уро­жайность зависит от интенсивности дифференциации за­чаточного колоса и синхронности закладки колосков на III —IV этапе. Нарушение синхронности закладки колос­ков может возникнуть даже при незначительном дефиците влажности почвы или воздушной засухе и привести к быст­рой редукции уже заложившихся колосков.

Третий период (V—IX этап). Относительно синхронно идет развитие цветков у основания колосковых бугорков. У пшеницы в колосках формируется от 5 до 12 цветков, у ржи — от 3 до 8, у ячменя — по одному цветку.

Большая часть цветков в колосках пшеницы отстает в развитии и редуцируется, достигнув V—VI этапа. На VII—VIII этапе можно установить различия, свойствен­ные сортам. У ржи также идет редукция цветков в колосках, и у, большинства сортов остаются по два, реже по 3—4 развитых цветка.

У озимой ржи нередко редуцируются первый и второй цветки в колосках средней части колоса. Это явление череззерницы связано или с дефицитом влаги в почве на VII—VIII этапе и недоразвитием генеративных орга­нов в цветках, или с неблагоприятными условиями для опыления на IX этапе, когда в результате пасмурной дождливой или безветренной погоды нарушался перенос пыльцы.

Засушливые условия во время прохождения IV—VI этапов приводят, в первую очередь, к редуцированию верхних колосков и нередко самых нижних;

Засушливая погода на X этапе органогенеза приводит к укорачиванию зерновок, на XI этапе — к получению щуплых, невыполненных зерен. У яровых культур в зависимости от обеспеченности растений влагой в ранневесенний период число колосков сильно варьирует и процент их редукции уже на V—VI этапе может достигать 30—40 %, а число колосков со сте­рильными цветками на IX—X этапе может составлять 50-60%.

Сравнивая потенциальную продуктивность сорта на разных этапах органогенеза с фактической продуктив­ностью, учитывая время наступления и продолжительность этапов, сроки их прохождения и метеорологические усло­вия на каждом этапе, можно установить, на каком этапе и за счет каких органов у каждого из испытуемых реду­цировались элементы продуктивности, произошли потери урожая.

Контроль за формированием урожая дает возможность оценивать потенциальную продуктивность растений на самых разных этапах; определять и сравнивать, за счет каких элементов слагается потенциал продуктивности; выявлять критические этапы в органогенезе растений, во время которых проходит процесс редукции элементов потенциальной продуктивности; определять, какие элемен­ты продуктивности наиболее устойчивы при неблагоприят­ных условиях.

1.4 Основы программирования урожайности полевых культур

Программирование урожаев – это разработка комплекса технологических приемов, обеспечивающих оптимизацию регулируемых факторов среды для получения заданного высокого уровня урожая полевой культуры. При этом предполагается, что все технологические приемы будут качественно выполнены в оптимальные агротехнические сроки.

Программирование дает возможность запланировать величину урожая на каждом поле и обеспечить его получение путем гибкого использования всей совокупности знаний о причинно-следственных связях, определяющих взаимодействие элементов сельскохозяйственного комплекса с полем.

Методологическую основу программирования урожаев сельскохозяйственных культур составляют десять принципов, сформулированных академиком И.С. Шатиловым.

Первый принцип программирования урожаев состоит в том, чтобы определить биогидротермический показатель продуктивности фитомассы по приходу радиации, продуктивной влаге, сумме температур и периоду вегетации для конкретной географической зоны.

Урожай формируется за счет солнечной энергии и углекислого газа, находящегося в атмосфере. Поэтому все агротехнические приемы направлены на то, чтобы помочь растению лучше использовать солнечную энергию. Зная приход ФАР за период вегетации, можно поставить задачу формирования посева с усвоением, например 3 % ФАР, а на основе этого показателя определить потенциальную урожайность культуры.

Следовательно, второй принцип программирования урожайности основан на определении ее по коэффициенту использования растениями ФАР.

Для получения запрограммированных урожаев необходимо знать потенциальные возможности культуры (сорта). В природных условиях потенциальные возможности одного и того же сорта изменяются в зависимости от зоны выращивания. Такие данные можно получить, проводя непосредственные эксперименты или пользуясь материалами госсортоучастков. Располагая подобными данными, можно сделать такой подбор сортов, который позволит лучше использовать солнечную энергию в течение вегетационного периода.

Таким образом, третий принцип программирования урожайности состоит в определении потенциальных возможностей сорта применительно к тем условиям, где предполагается возделывать сорт.

Четвертый принцип программирования урожаев заключается в том, чтобы на поле, занятом растениями, сформировать такой фотосинтетический потенциал (ФП), который будет способен обеспечить запрограммированный уровень урожайности.

Каждая тысяча единиц фотосинтетического потенциала в среднем обеспечивает получение 3-4 кг зерна. Поэтому для урожая зерна зерновых культур в 100 ц/га необходимо сформировать фотосинтетический потенциал, равный приблизительно 3,0 млн. единиц.

Урожайность определяется не только биологическими особенностями культуры (сорта), но и условиями ее выращивания. При программировании урожайности необходимо учитывать и правильно применять основные законы земледелия и растениеводства.

Таким образом, пятый принцип – состоит в необходимости правильно использовать основные законы земледелия и растениеводства.

Шестой принцип программирования урожаев состоит в том, чтобы разработать систему удобрений с учетом эффективного плодородия почвы и потребностей растений в питательных веществах. Удобрение – мощный фактор повышения урожайности. Необходимо вносить такое количество удобрений и в таком соотношении, которое обеспечивало бы урожаи рассчитанной величины с хорошим качеством продукции.

Для обеспечения высокой эффективности удобрений или сорта надо комплексом агротехнических мероприятий создать среду, благоприятную для выращивания культуры. Успехи селекции последних лет предопределили разработку сортовой агротехники, так как новые сорта характеризуются иным ходом поступления питательных веществ и более экономным расходованием влаги на формирование урожая.

Следовательно, седьмой принцип программирования урожаев – разработка комплекса агротехнических приемов, исходя из специфических требований сорта.

Сельскохозяйственная наука накопила большой экспериментальный материал по водопотреблению различных культурных растений. Установлена оптимальная влажность почвы в разные фазы развития любого вида полевой культуры. Четко определены критические периоды в развитии различных культур по отношению к влаге.

Восьмой принцип программирования урожаев заключается в том, чтобы в орошаемом земледелии обеспечивать потребности растений в воде в оптимальных размерах, а в богарных условиях определять уровень урожайности, исходя из сложившихся климатических условий.

В условиях богарного земледелия представляется возможным определить вероятный водный режим растений на основе метеоданных и по ним рассчитывать водный баланс и уровень урожайности.

Выращивание высоких урожаев немыслимо без разработки комплекса мер борьбы с болезнями и вредителями растений. Для каждой культуры в каждой конкретной зоне разрабатываются совершено определенные мероприятия по борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

Следовательно, девятый принцип программирования урожаев состоит в том, чтобы обеспечить выращивание здоровых растений, исключить отрицательное влияние на их рост и урожайность болезней и вредителей.

Накопление достоверных экспериментальных данных по получению заранее рассчитанной урожайности позволяет подойти к математическому моделированию программирования урожайности.

Десятый принцип программирования урожаев предусматривает использование математического аппарата для определения оптимального варианта комплекса агроприемов, выполнение которого обеспечит получение планируемого урожая.

Перечисленные принципы охватывают три основных аспекта - агрометеорологический, агрофизический и агротехнический, которыми в основном определяется проблема программирования урожая. Основные факторы урожайности – агрометеорологические, агрофизические, агрохимические и агротехнические, разумным образом учтенные и примененные в комплексном сочетании, позволяют выращивать запланированные урожаи.

Программирование урожаев имеет свою специальную шкалу соответствующих уровней урожайности, включая фактическю урожайность (в производственых условиях), действительно возможную, климатически обеспеченную, потенциальную и программированную урожайность. Как и любая шкала, шкала уровней урожайности имеет начальную точку отсчета. За начальную точку отсчета в шкале урожайности принимается значение потенциальной урожайности, так как уровень урожайности, достигаемый в производственных условиях, имеет значительные колебания, а нулевое значение не имеет биологического смысла.

Потенциальная урожайность (ПУ) может быть достигнута на высокоплодородных почвах при оптимальной агротехнике, идеальных метеорологических условиях и при исключении потерь урожая от сорняков, вредителей и болезней.

Климатически обеспеченная урожайность (КУ) – это та максимальная урожайность, которая может быть достигнута в реальных метеорологических условиях на высокоплодородных почвах (при оптимальной агротехнике).

Действительно возможная урожайность (ДВУ) – эта та максимальная урожайность, которая может быть достигнута на конкретном поле (с учетом его реального плодородия), в конкретных метеорологических условиях. При этом предполагается, что уровень ДВУ достигается посредством оптимальной агротехники при наличии соответствующих энергетических и трудовых ресурсов. Расположение значений этих урожайностей на общей шкале соответствует следующим соотношениям между ними:

ДВУ≤КУ≤ПУ

Пограммируемая урожайность – это урожайность, которую планируют получить на конкретном поле в соответствии с комплексом разработанных агротехнических мероприятий.

Разработке теории программирования урожайности сопутствует научное обоснование различных уровней урожайности, выявление причин несоответствия между ними и определение путей перехода от более низкого уровня к более высокому.

Весь процесс выращивания запланированного урожая рассматривается как осуществление ряда хорошо известных в земледелии технологических процессов (от посева до уборки). Каждый такой процесс управляется хорошо оправдавшими себя агротехническими мерами, с помощью которых в благоприятном направлении изменяются механические, гидротермические, радиационные, транспирационные, аэрационные свойства системы растение - почва – воздух для оптимального использования ею важнейших факторов роста и развитиярастений – света, тепла, влаги, пищи, СО2.

Программирование урожаев предусматривает:

ü Определение величины потенциально возможного урожая (ПУ).

ü Расчет действительно возможного урожая культуры (ДВУ).

ü Выявление причин несоответствия между фактически получаемыми урожаями и действительно возможными.

ü Определение программировнной урожайности. Расчет норм внесения минеральных и органических удобрений с учетом агрохимических показателей почвы и биологических особенностей культуры.

ü Разработка технологической схемы возделывания культуры. Составление технологических карт, включающих все необходимые агротехнические мероприятия, способы и сроки их выполнения.

ü Своевременное и качественное выполнение агротехнических приемов. Оперативная корректировка элементов технологии в процессе ее выполнения.

ü Учет урожая и условий выращивания культур с целью накопления информации для уточнения расчетов. Выявление факторов, лимитирующих получение действительно возможных урожаев, заложенных в генетическом потенциале каждого сорта.

ü Всесторонняя экономическая оценка разрабатываемого комплекса мероприятий, обеспечивающих высокие урожаи.