Практична робота №1. Розрахувати очікуваний врожай озимої пшениці.

Прогноз врожаю озимої пшениці для окремих полів. З тримісячною завчасністю очікуваний врожай розраховується за рівнянням:

, (4)

де W – запаси продуктивної вологи у шарі ґрунту 0 – 100 см в декаду відновлення вегетації, мм;

m – кількість стебел озимої пшениці на 1 м².

У фазу виходу у трубку (з двомісячною завчасністю) врожайність озимої пшениці розраховується за рівнянням:

.(5)

де у – врожайність озимої пшениці, ц/га;

W – середні запаси продуктивної вологи за період від відновлення вегетації до виходу у трубку, мм;

m – кількість стебел на 1 м² в фазу виходу у трубку;

t – середня температура повітря за період від відновлення вегетації до виходу у трубку, ⁰С.

Для уточнення прогнозу врожаю розрахунки виконуються після настання фази колосіння (з місячною завчасністю) за рівнянням:

(6)

де W – запаси продуктивної вологи на дату колосіння, мм;

m_k – кількість колосоносних стебел на дату колосіння;

h_k – висота рослин озимої пшениці на дату колосіння;

n – тривалість періоду відновлення вегетації – колосіння;

E – сумарне випарування за цей же час, мм.

Слід зауважити, що в агрометеорології при розрахунках статистичних рівнянь для прогнозів врожаїв досить важко визначити в рівняннях зовсім незалежні один від одного фактори.

Прогноз середнього по області врожаю озимої пшениці. Для плануючих організацій більш важливим є прогноз очікуваного врожаю по області, ніж для окремих полів. Тому на основі вищевказаних залежностей розроблені прогностичні рівняння для окремо взятих областей, країв, республік, економічних районів. Для складання прогнозу врожаю по території області необхідні осереднені агрометеорологічні показники не менше, ніж для 8 станцій.

Навесні після весняного обстеження посівів для розрахунку очікуваного врожаю із завчасністю три місяці розроблено рівняння:

(7)

Рівняння застосовуються при запасах продуктивної вологи (W) від 60 до 280 мм та кількості стебел (т_в) від 100 до 2000 на 1 м² в декаду весняного обстеження.

Очікуваний врожай озимої пшениці з 3-и місячною завчасністю можна розрахувати також за результатами авіаспостережень за станом посівів навесні та запасами продуктивної вологи. В роки з високими врожаями (більше 30 ц/га) більш ніж на 70 % площі переважають посіви озимої пшениці в хорошому та відмінному стані; в роки з низькими врожаями – на 70 % площі озимина знаходиться в задовільному та поганому стані. Враховуючи це, були одержані прогностичні залежності:

, (8)

де у – очікуваний середній по області врожай озимої пшениці;

W – середні по області запаси продуктивної вологи метрового шару ґрунту в декаду весняного обстеження, мм;

S₅ – відсоток поля у хорошому та відмінному стані озимої пшениці

навесні;

S₃ – відсоток поля у задовільному стані озимої пшениці на той же час.

З двомісячною завчасністю у фазу виходу у трубку здійснюється перше уточнення прогнозу очікуваного врожаю, розрахованого за рівнянням (8).

Для центральних і південних областей України

, (9)

для західних і північних областей України

 , (10)

де у – середній по області врожай озимої пшениці, ц/га;

W – середні по області запаси продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту у декаду виходу у трубку, мм;

m_Т – середня по області кількість стебел на 1 м² на дату виходу у трубку, шт.

Після настання фази колосіння озимої пшениці, коли стає відомим кількість колосоносних стебел, а також кількість колосків у колосі, складається останній уточнюючий прогноз з місячною завчасністю. В цьому уточненні крім головних факторів враховується висота озимої пшениці на фазу колосіння.

Для уточнення прогнозу врожаю було отримано рівняння

 (11)

для посушливих років було отримано рівняння, яке враховує опади у травні та червні або опади від колосіння до воскової стиглості

 (12)

де W – запаси продуктивної вологи в декаду масового колосіння, мм;

m_k – кількість колосоносних стебел, шт;

h_k – середня висота рослин ,см;

K – кількість колосків у колосі, шт;

W – середні по області запаси продуктивної вологи навесні, мм;

m_в – середня кількість стебел навесні, шт;

ΣO_v – сума опадів у травні, мм;

ΣO_vi – сума опадів у червні, мм.

Підтвердження величини очікуваного врожаю середнього по області також розраховується за рівнянням:

, (13)

де W – запаси продуктивної вологи середні по області, мм;

m_k – середня кількість колосоносних стебел на колосіння, шт;

K – середня кількість розвинених колосків у колосі, шт;

– висота рослин на дату колосіння, см.

При складанні прогнозу у фазу колосіння з використанням рівняння також необхідно враховувати прогноз температури повітря і опадів. За сумами температур розраховується дата настання воскової стиглості, а потім – суми опадів за міжфазний період від колосіння до молочної стиглості.

Викладений вище метод прогнозу врожайності озимої пшениці різної завчасності розроблено переважно для сортів Безоста –1, Миронівська 80.

Отримані Є.С. Улановою статистичні рівняння мають добру справджуваність, однак, в аномальні роки помилки розрахунків були досить значними. У зв’язку з цим , а також у зв’язку із введенням у виробництво нових сортів і використанням інтенсивних технологій, у 1994 році

Є.С. Уланова удосконалила метод прогнозу врожайності озимої пшениці. Нею було встановлено, що значний вплив на формування врожаїв озимої пшениці чинять опади травня та червня.. Є.С. Уланова розробила декілька комплексних показників: 1) – коефіцієнтів зволоження (К), які розраховуються за формулами :

від відновлення вегетації до колосіння

К₁=W_в.о+∑R_в.о-к/0.01∑_tв.о.-к1 , (14)

від відновлення вегетації до кінця червня

К₂= W_в.о +∑R_У-У1 / 0.01∑t_у-у1 , (15)

К_у1=Wк_1у+∑ R_У-У1 /0.01∑ t_у-у1 , (16)

……………………... К_у2=Wк_у+∑ R_У1 /0.01∑ t_у-у1 , (17)

2) - коефіцієнт біомаси пшениці (К_біом)

К_біом= 0,0001r_kck ·h_k ·r_pkk, (18)

3) – коефіцієнт продуктивності озимої пшениці ( К_пк)

К _ПК = 0,0001 r_kck· r_pkk , (19)

де К₁, К₂, К_у1, К_у2 - коефіцієнти зволоження за різні періоди вегетації;

К_біом- коефіцієнт біомаси пшениці;

К_пк - – коефіцієнт продуктивності озимої пшениці;

W_в.о- запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту в декаду весняного обстеження посівів, мм;

Wк_1у- запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на кінець квітня, мм;

Wк_у- запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на кінець травня, мм;

∑R_в.о-к – сума опадів від декади весняного обстеження до колосіння, мм;

∑ R_У-У1- сума опадів за травень – червень, мм;

∑ R_У1- сума опадів за червень, мм

∑_tв.о.-к1 - сума температур від декади весняного обстеження посівів до колосіння, °С;

∑ t_у-у1 – сума температур за травень – червень, °С;

r_kck – кількість колосоносних стебел на 1 м² у фазу колосіння;

h_k- висота рослин у фазу колосіння,см;

r_pkk – кількість розвинених колосків в колосі у фазу колосіння.

Прогностичні рівняння з різними комплексними показниками були отримані для розрахунків урожайності з двомісячною та місячною завчасністю.

З двомісячною завчасністю отримані рівняння:

для центральних областей України

У = -7.07 + 0,238W_в.т.- 0,694 ·10^-3 W ²_в.т+ 0,179·10^-2r_ст + 0,341·10⁵ r ²_ст+

+ 1,835ГТК₅ + 0,157ГТК₅² + 0,704 N - 0,007 N², (20)

для південних і південно-східних областей України

У = 1,66 - 0,116W_5. + 0,114 ·10^-2 W₅² - 0,022·10r_ст + 0,193·10^-4 r ²_ст+

+ 29,997ГТК₅ – 11,67ГТК₅² - 0,061N + 0,953·10² N², (21)

для північних і північно-східних областей України

У = 4,34 - 0,001W_5. + 0,5·10^-4 W²₅ - 0,006r_ст + 0,1·10^-4 r ²_ст - 8,132ГТК₅ -

- 1,65ГТК₅² + 0,892N - 0,012N², ………………………(22)

З місячною завчасністю отримані рівняння:

для центральних областей України

У₁ = -11,17 + 0,227К_1.+ 0,246 ·10^-2 К₁² + 0,013·К_біом - 0,607·10 ^-2К^- 2 _біом +

+ 0,518N - 0,386 10 ^-2 N^-2, (23)

для південних і південно-східних областей

У₁ = 24,11 + 1,723К_1.- 0,020К₁² - 1,047·Кпк + 0,615·10 ^-2К^- 2пк +

+ 0,378N - 0,423 10 ^-2 N^-2, (24)

для північних і північно-східних областей України

У₁ = -26,763 + 2,285 К_у2.- 0,040 К_у2.² + 0,147·К_біом - 0,0001К ²_біом +

+ 1,414N - 0,035N², ……………………………………………. .(25)

За рівняннями (1-25) прогноз урожайності і валового збору пшениці складається після виходу у трубку, приблизно з двомісячною завчасністю до дозрівання. Уточнення цього прогнозу розраховується після настання фази колосіння, приблизно з місячною завчасністю за рівняннями (24- 25).

Приклад. Скласти довгостроковий прогноз середнього по області врожаю озимої пшениці із завчасністю два місяці в Дніпропетровській області.

Вихід у трубку по Дніпропетровській області спостерігався в південних районах 10 квітня, у північних – 18 квітня. В період від відновлення вегетації до виходу у трубку середня температура повітря була 8 ºС, сума опадів – 15 мм. Стан озимої пшениці на вихід у трубку був добрий. Середня кількість стебел становила 850 штук на квадратний метр. Середні запаси продуктивної вологи становили 110 мм. За відповідним рівнянням розраховується середній по області врожай озимої пшениці:

Таким чином, очікуваний врожай по Дніпропетровській області за даними з двомісячною завчасністю становить 27,9 ц/га.

Завчасність один місяць . (уточнення прогнозу із завчасністю 2 місяці).

Масове колосіння озимої пшениці на Дніпропетровщині у 2013 році відбулося у період 22 – 24 травня. Від виходу у трубку до колосіння температура повітря становила 14 º С, сума опадів – 69 мм. Середні запаси продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту в декаду масового колосіння становили 61 мм, а кількість колосоносних стебел була 464 на квадратний метр. Висота рослин в середньому становила 70 см, а в колосі спостерігалось 16 розвинених колосків. Якщо підставити ці дані у відповідне рівняння, то

Таким чином, очікуваний врожай озимої пшениці становить 27,95 ц/га. Фактичний врожай був 22,3 ц/га. Помилка розрахунків становить 2,2 ц/га, при можливій – 3 ц/га.

Після розрахунків складається текст прогнозу, в якому надається характеристика агрометеорологічних умов формування врожаю озимої пшениці.