5.1.5 Методики прогнозу урожайності цукрових буряків

 

На території України основні площі вирощування цукрового буряка розташовані в зоні недостатнього та нестійкого зволоження і лише близько 20 % посівної площі знаходиться в зоні достатнього зволоження (Волинська, Рівненська, Тернопільська, Хмельницька, Чернівецька, Івано-Франківська, частково Львівська області). У цілому, у південних районах вирощування лімітуючим чинником урожайності цукрового буряка є умови вологозабезпеченості, а в північних – умови світло- і теплозабезпеченості. Саме ці чинники і враховують у методах прогнозу урожайності культури.

Численні дослідження показали, що цукрові буряки дуже чутливі до зміни агрометеорологічних умов вирощування і до своєчасного проведення необхідних агротехнічних заходів. На формування врожаю цукрових буряків впливають умови світло-, тепло- і вологозабезпеченості та показники стану посівів. Інтегральними показниками впливу агрометеорологічних умов і агротехнічних заходів на посіви цукрового буряка протягом вегетації є густота посіву і маса коренеплоду.

 

Методика прогнозу середньої обласної урожайності цукрових буряків в умовах достатнього зволоження (у західних областях України). Виконана О.М. Конторщиковою [25] оцінка коефіцієнтів кореляції врожаю цукрового буряка з різними агрометеорологічними показниками дозволила виявити провідні агрометеорологічні чинники урожайності в різних районах бурякосіяння.

Зокрема, для західних областей України встановлено тісний зв'язок урожаю цукрових буряків (Y) із сумами середніх добових температур повітря за період від дати появи сходів до 1 серпня (St), масою коренеплоду на 20 липня (Р), середньою густотою посіву (N) та середніми запасами продуктивної вологи у шарі ґрунту 0-100 см (W):

 

Y = 0,07St + 1,86P + 4,43N + 0,07W – 384,29 )            (5.1.11)

                                       R=0,80                  S=±28 ц/га

 

Для складання прогнозу врожаю цукрових буряків за цим рівнянням необхідно підготувати такі дані: площі посівів цукрових буряків у межах адміністративної області, рівномірність їх розподілу по території, середня температура повітря до дати складання прогнозу та її прогностичне значення на подальший період; середні запаси продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту до дати складання прогнозу та їх прогностичне значення, маса коренеплоду на 20 липня та густота посіву на 1 липня.

Прогноз складається на початку липня, тобто за 2 місяці до припинення вегетації. Густота посіву на 20 серпня розраховується за формулою:

 

N = 0,62m + 31,                                 (5.1.12)

 

де m – густота посівів на 1 липня, тис. рослин / га.

 

Приклад. Розрахувати прогностичне значення середньої обласної урожайності цукрових буряків у Вінницькій області за певний рік.

Вхідні дані:

На 20 серпня густота посівів розраховується за формулою (5.1.12):

 

N = 0,62·95000+31 = 90000 тис. рослин/га.

 

За формулою (5.1.11) розраховуємо урожайність цукрового буряка:

 

Y = 0,07·1402+1,86·98+4,43·90+0,07·168 – 384,29 = 305 ц/га

 

Отже, очікуваний середній по Вінницькій області урожай цукрового буряка – 305 ц/га.

 

Методика прогнозу середньої обласної урожайності цукрових буряків в районах недостатнього зволоження (за О.М. Конторщиковою). В зоні недостатнього зволоження урожайність цукрових буряків значною мірою залежить від вологозабезпеченості посівів [25].

Вологозабезпеченість (V) визначається як відношення фактичного сумарного випаровування (Еф) до випаровуваності (Е0), яка дорівнює сумарній вологопотребі посіву:

 

V = Еф/E0·100,                                    (5.1.13)

 

де Еф розраховується за формулою

 

Еф = (W1+x) – W2 ,                            (5.1.14)

 

Е0 визначається за формулою

 

Е0 = K·Sd,                                          (5.1.15)

 

де W1 і W2  - запаси продуктивної вологи у шарі ґрунту 0-100 см на початку (1) та наприкінці (2) розрахункового періоду (зазвичай, за декаду), мм; x – кількість опадів за розрахунковий період, мм; К – коефіцієнт біологічної кривої водоспоживання цукрового буряка (визначається за табл. 5.10); Sd – сума середніх добових дефіцитів насичення повітря за розрахунковий період, мм.

Таблиця 5.10

Значення коефіцієнту біологічної кривої водоспоживання цукрового буряка (К)

Декада

вегетації

1

2

3

4

5

6

7

8

К

0,22

0,26

0,31

0,39

0,49

0,65

0,72

0,80

Декада

вегетації

9

10

11

12

13

14

15

16

К

0,78

0,75

0,72

0,69

0,66

0,64

0,61

0,55

Середнє значення коефіцієнту К за вегетаційний період дорівнює 0,50.

Величину сумарного випаровування посіву цукрового буряка визначають або за формулою (5.1.13), або за табл. 5.11. Згідно з даними цієї таблиці, сумарне випаровування посівів залежить від запасів продуктивної вологи у ґрунті у попередню декаду (на початок розрахункового періоду), кількості опадів за декаду та середньої декадної температури повітря. Якщо сумарне випаровування визначається за прогностичними величинами температури повітря та кількості опадів, то для його розрахунку на наступну декаду використовують значення запасів вологи, розраховані за попередню декаду.

Таблиця 5.11

Сумарне випаровування (мм) за декаду на полях з цукровим буряком залежно від початкових запасів вологи у метровому шарі ґрунту, кількості опадів за декаду та середньої декадної температури повітря (ºС)

Середня

температура повітря за декаду, ºС

Сума запасів продуктивної вологи у шарі ґрунту 0-100 см та кількості опадів за декаду, мм

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

Період від сівби до початку росту коренеплоду

5

5

6

7

8

9

11

13

14

15

16

18

6

5

7

8

9

10

12

14

15

16

18

20

7

6

7

9

10

12

13

15

16

17

19

21

8

6

8

10

11

13

15

16

18

19

21

23

9

7

9

11

12

14

16

17

19

21

23

24

10

8

10

12

13

15

17

19

21

22

24

26

11

8

10

13

15

16

18

20

22

23

26

28

12

9

11

14

16

18

20

22

23

24

27

30

13

9

12

15

17

19

21

23

25

26

28

32

14

10

13

16

18

20

22

24

26

27

30

33

15

11

14

17

19

21

23

25

27

29

32

35

16

11

15

18

20

22

24

27

28

30

34

37

17

12

15

19

21

23

26

28

30

32

35

38

18

13

17

20

22

24

27

30

32

34

37

40

19

14

18

21

23

25

28

31

33

35

38

42

20

15

19

22

24

27

29

32

35

36

40

44

21

16

20

23

25

28

31

34

36

38

42

46

22

17

21

24

27

29

32

35

37

39

44

47

23

18

22

25

28

30

34

36

39

41

46

49

24

19

23

26

29

32

35

37

40

43

47

51

25

20

24

27

30

33

36

39

42

45

49

53

26

21

25

28

31

34

37

40

43

46

51

55

27

22

26

29

32

36

38

42

45

48

53

57

28

23

27

30

33

37

40

44

47

50

54

58

29

24

28

31

35

39

42

45

48

52

56

60

30

25

29

32

36

4

43

47

50

53

58

62

 


 

 

Продовження табл. 5.11

Серед-ня тем-пература повітря за дека-ду, ºС

Сума запасів продуктивної вологи у шарі ґрунту 0-100 см та кількості опадів за декаду, мм

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

Період після початку росту коренеплоду

 

5

6

7

8

9

10

10

11

11

12

13

13

14

15

16

 

6

7

8

9

10

11

11

12

12

13

14

15

16

16

17

 

7

8

9

10

11

12

12

13

14

15

15

16

17

18

19

 

7

9

10

11

12

13

14

14

15

16

17

17

18

19

20

 

8

10

11

12

13

14

15

15

16

17

18

19

20

21

22

 

9

10

12

13

14

15

16

17

17

19

20

21

21

22

23

 

10

11

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

 

10

12

14

15

16

17

19

20

21

22

23

23

24

26

27

 

11

13

15

17

18

19

20

21

22

23

24

25

25

27

29

 

12

14

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

30

 

13

15

18

19

20

21

22

23

24

26

27

28

29

30

32

 

14

16

19

20

21

22

23

25

26

27

28

29

31

32

34

 

14

17

20

21

22

24

25

26

27

29

30

31

32

34

35

 

15

18

21

22

24

25

26

27

29

30

31

32

34

35

37

 

16

19

22

23

25

26

27

29

30

32

33

34

35

37

39

 

17

20

23

25

26

28

29

30

32

33

34

36

37

39

41

 

18

21

24

26

27

29

31

32

33

35

36

37

39

41

42

 

19

22

25

27

28

30

32

33

34

36

37

39

41

43

44

 

20

23

26

28

30

32

33

34

35

37

39

40

42

44

46

 

21

24

28

30

31

33

34

36

37

39

40

42

43

46

48

 

22

25

29

31

32

34

36

37

38

40

42

43

45

47

50

 

23

26

30

32

34

36

37

38

40

41

43

45

46

49

52

 

24

28

31

33

35

37

39

40

41

43

44

46

48

51

54

 

25

29

32

34

36

38

40

41

42

44

46

48

50

52

55

 

26

30

33

35

37

39

41

42

43

45

48

50

52

54

57

 

27

31

34

36

39

40

42

43

44

47

49

51

54

56

59

 

Для складання прогнозу урожаю цукрових буряків необхідно знати ступінь вологозабезпеченості посіву (%) за весь період вегетації. Ці значення розраховуються за залежностями, встановленими О.М. Конторщиковою [25] за даними про середню вологозабезпеченість за період від появи сходів цукрових буряків до початку росту коренеплоду. Залежності відображено у табл. 5.1.12. Розрахунок забезпечення посівів вологою за весь період вегетації дає змогу розрахувати очікуваний врожай із завчасністю 2 місяці.

Якщо розрахункове значення вологозабезпеченості посівів перевищує 100 %, то воно приймається рівним 100 % тому що в районах недостатнього зволоження короткочасне перезволоження не призводить до негативних наслідків.

Таблиця 5.12

Рівняння зв’язку для визначення вологозабезпеченості посівів цукрового буряка за вегетаційний період

Декада після початку росту коренеплоду

Рівняння зв’язку

Помилка рівняння (%)

Коефіцієнт кореляції

I

VВП = 1,5V – 66

6

0,68+0,03

II

VВП = 1,5V – 61

6

0,72+0,02

III

VВП = 1,4V – 50

5

0,76+0,02

IV

VВП = 1,4V – 45

5

0,84+0,02

V

VВП = 1,3V – 35

4

0,87+0,02

VI

VВП = 1,3V – 30

3

0,90+0,01

VII

VВП = 1,1V – 12

3

0,94+0,01

VIII

VВП = 1,1V – 10

2

0,94+0,01

IX

VВП = 1,0V –2

2

0,96+0,01

X

VВП = 1,0V – 2

2

0,96+0,01

XI

VВП = 0,95V + 5

2

0,96+0,01

 

Крім умов вологозабезпеченості, велике значення для формування урожаю цукрових буряків має динаміка густоти посіву та маси коренеплоду. Спостереження за масою коренеплоду виконують щодекадно після настання фази початку росту коренеплоду, а густота посівів визначається двічі – в липні та в серпні. Тому наприкінці серпня густота посівів (N) розраховується за рівняннями:

 

N = 0,62N1 + 31                                 (5.1.16)

 

 

N = 0,86N1 + 6,                                  (5.1.17)

 

де N – середня по області густота посівів на 20 серпня, тис. рослин/га; N1 – середня обласна густота посівів на 1 липня.

При розрахунках середніх по області величин вологозабезпеченості їх слід визначати як середні зважені, враховуючи ваговий показник кожної гідрометеорологічної станції (посівну площу).

Приклад. В районі ГМС Новоолександрівка зосереджено 24 % посівної площі цукрових буряків, вологозабезпеченість посівів – 50 %; в районі ГМС Помічна – посівна площа – 20 %, вологозабезпеченість – 65 %; в районі ГМС Гайворон посівна площа – 10 %, вологозабезпеченість – 70 %. Середнє значення вологозабезпеченості визначається як сума добутків відсотку посівної площі на відсоток вологозабезпеченості, поділена на 50 % (половина всієї посівної площі):  = [(50·24)+(20·65)+(10·70)]/50 = 64 (%)

Отже, для складання прогнозу урожайності цукрових буряків враховуються термічні умови і умови вологозабезпеченості посівів, маса коренеплоду на дату складання прогнозу та густота посівів на 1 серпня. На дату складання прогнозу густота посівів розраховується за формулою (5.1.17). Термічні умови оцінюються за сумою середніх добових температур за період від дати сівби (або від дати переходу температури повітря через 10ºС) до 1 серпня. Очікувана урожайність розраховується за рівнянням

 

Y = 1,15y1 + 0,90  + 0,09St + 2,19V1 – 16,5,                 (5.1.18)

 

де Y – очікувана урожайність, ц/га; y1 – середній по області біологічний урожай, ц/га; ВП – середня по області вологозабезпеченість за вегетаційний період, %; St – сума середніх добових температур повітря за період від декади, на яку було засіяно 50 % площі, або від декади переходу температури повітря через 10ºС до 1 серпня, ºС; V1 – середня по області вологозабезпеченість посівів за період від сівби до початку росту коренеплоду, %.

Біологічний урожай (y1) розраховується як добуток маси коренеплоду, визначеної 20 серпня, на густоту посівів (N).

 

Приклад. Розрахувати очікувану середню обласну урожайність цукрових буряків для Харківської області. Для цього по гідрометеорологічних станціях Куп’янськ, Приколотне, Красноград, Ізюм, Коломак, Богодухів, Лозова розраховується вологозабезпеченість посівів за весь період вегетації за формулою для VI декади (табл.5.12), тобто y=1,3x–30, потім розраховується середнє значення ступеню вологозабезпеченості для території області, яке дорівнює 65 %. Середня по області густота посівів на 20 липня – 78 тис. рослин/га. Маса коренеплоду – 111 г. Розраховується середній по області біологічний урожай, він дорівнює 86 ц/га. Далі слід підставити всі отримані дані у формулу (5.1.18). Прогностична величина середньогї обласної урожайності цукрового буряка для Харківської області – 212 ц/га.

 

У роки, коли формування врожаю цукрових буряків відбувається за вологозабезпеченості посівів менше 70 % та температури повітря 22-24ºС впродовж 3-4 декад,розрахункову урожайність слід зменшувати на 10-20 %, впродовж 5-6 декад – на 30-40 %. Якщо ж середня температура повітря становила 25-28ºС впродовж 5-6 декад, то зменшення урожаю досягає 40 % і більше.

Уточнення прогнозу.

Збирання урожаю цукрових буряків досить часто супроводжується несприятливими умовами погоди. Тому прогноз урожайності уточнюється у другій декаді вересня. Залежність урожайності від кількості днів з несприятливими погодними умовами у період збирання врожаю визначається за формулою:

 

Y = 0,87y1 – 0,85n – 3,65,

 

де Y – очікувана середня обласна урожайність цукрового буряка, ц/га; y1  – добуток середньої маси коренеплоду на 31 серпня і густоти посіву на 20 серпня; n – кількість несприятливих днів для збирання цукрових буряків.

Несприятливим вважається день з кількістю опадів 1 мм і більше, або з промерзанням ґрунту. Тривалість збирання буряків визначається як кількість днів від початку збирання до переходу температури повітря через 0°С.

Прогноз урожайності цукрових буряків з урахуванням умов їх збирання уточнюється у другій декаді вересня.

 

Методика оцінки ступеню сприятливості агрометеорологічних умов для формування урожаю цукрових буряків. Методика базується на залежності середньої районної урожайності цукрових буряків від суми опадів за осінньо-зимовий період, а також від дефіциту насичення повітря за період від сівби до початку росту коренеплоду. Рівняння зв’язку, яке враховує ці два параметри:

 

 (5.1.19)

         

де У – середня по району врожайність цукрових буряків, т/га; Х – сума опадів за період з вересня минулого року до дати сівби у поточному році; d1 та d2 – середнє значення дефіциту насичення повітря відповідно за періоди сівба-початок росту коренеплоду та початок росту коренеплоду–в’янення гички; t 2 – середня температура повітря за період від початку росту коренеплоду до в’янення гички.

За вказаним рівнянням в кожному році розраховується можлива врожайність, а потім за табл. 5.13, визначається ступінь сприятливості погодних умов для вирощування цукрових буряків.

Таблиця 5.13

Шкала оцінки сприятливості погодних умов для формування середнього по району врожаю цукрових буряків

 

Розрахована за рівнянням (5.1) середня врожайність, т/га

Оцінка ступеню сприятливості погодних умов

< 14,0

Дуже несприятливі

14,0 – 18,9

Несприятливі

19,0 – 26,0

Середні

26,01-31,0

Сприятливі

> 31,0

Дуже сприятливі

Приклад. Оцінити ступінь сприятливості погодних умов для формування середньої районної урожайності цукрових буряків. Натуральний логарифм суми опадів за період з вересня попереднього року до дати сівби у поточному році (lnX) дорівнює 5,7. Нестача насичення повітря вологою (гПа) за період сівба – початок росту коренеплоду становить 1,3, за період початок росту коренеплоду – в’янення гички – 9,1. Сума температур повітря за період від початку росту коренеплоду до в’янення гички становить 404ºС. За рівнянням (5.1.19) виконуємо розрахунок:

За табл. 5.13 визначаємо, що у досліджуваний рік склались сприятливі умови для формування врожаю цукрових буряків.