Каленська С.М., Мокрієнко В.А. та ін. Методичні вказівки до виконання розрахунків з дисципліни прогнозування і програмування врожаїв сільськогосподарських культур - файл n1.doc

Каленська С.М., Мокрієнко В.А. та ін. Методичні вказівки до виконання розрахунків з дисципліни прогнозування і програмування врожаїв сільськогосподарських культур
скачать (769.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc770kb.07.11.2012 00:50скачать

n1.doc

  1   2   3


Кабінет Міністрів України

Національний університет біоресурсів і природокористування України

НАВЧАЛЬНО-НАУКОВИЙ ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ТА ГРУНТОЗНАВСТВА

Агробіологічний факультет

Кафедра рослинництва

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ


до виконання розрахунків з дисципліни
ПРОГНОЗУВАННЯ І ПРОГРАМУВАННЯ ВРОЖАЇВ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

для студентів сільськогосподарських вузів 3-4 рівня акредитації за спеціальністю 8.090101 - "Агрономія"




Київ -2009

УДК 633.63
Викладено зміст, методичні поради та довідковий матеріал щодо виконання розрахунків з прогнозування і програмування врожаїв для студентів сільськогосподарських вузів, що складені відповідно до навчальної програ­мами для вищих навчальних закладів освіти III-IV рівнів акреди­тації із спеціальності - 8.090101 "Агрономія"

Укладачі: доктори сільськогосподарських наук, професор Каленська С.М. кандидати сільськогосподарських наук В.А. Мокрієнко, М.Я. Дмитришак, А.В. Юник,.Є.В. Качура,

Рецензент - доктор сільськогосподарських наук, професор С.П. Танчик, Національний університет біоресурсів і природокористування України

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ


до виконання розрахунків з дисципліни

ПРОГНОЗУВАННЯ І ПРОГРАМУВАННЯ ВРОЖАЇВ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР
Навчальне видання
Укладачі:

КАЛЕНСЬКА Світлана Михайлівна

МОКРІЄНКО Володимир Анатолійович

ДМИТРИШАК Михайло Ясонович

Юник Анатолій Васильович

Качура Євген Віталійович
Відповідальний за випуск В.А.Мокрієнко


Підписано до друку _________р. Формат 6084 1/16

Папір друк. №3. Друк офсетний. Ум. друк. арк. .

Обл.-вид. арк. 0,3. Тираж 300 пр. Замовл. №1.06
©Видавничий Центр НУБіП України.

Київ, вул. Героїв оборони, 15.

ВСТУП

Досягнення сільськогосподарських і біологічних наук, розкрит­тя суті багатьох біологічних явищ, розробка методів контролю і об­ліку на посівах сільськогосподарських культур дають змогу кори­гувати процеси формування врожаю і якості продукції. Наукові методи управління передбачають прогнозування, планування та організацію виробництва. Це дає змогу перевести процес вироб­ництва певного виду рослинницької продукції на наукову строго контрольовану якісну основу і тим самим реалізувати в рослинниц­тві елементи одного з найбільш перспективних напрямів науково-технічного прогресу — програмування врожаїв. Програмування передбачає розробку програми, тобто оптимального кількісного співвідношення регульованих факторів з урахуванням малорегульованих і нерегульованих погодних умов, які в системі технологіч­ного процесу забезпечують одержання запланованої врожайності при найбільш економному витрачанні наявних ресурсів.

Прогнозування як складова частина програмування врожаїв передбачає розробку прогнозу, тобто ймовірного уявлення про те­оретично можливу врожайність, яка забезпечується ресурсами клі­матичних факторів, родючості ґрунту, добрив, засобів захисту по­сівів тощо.

Задачі дисципліни „Прогноз і програмування врожаїв сільськогосподарських культур ” полягають в тому, щоб поглибити теоретичні та практичні знання студента з історією розвитку наукових спроб управляти процесами формування продуктивності посівів, досягненнями науки і практики з метою вирощування завчасно спланованої врожайності, напрямками розвитку і принципами програмування урожаїв; освоїти математичні моделі формування врожаїв різних сільськогосподарських культур, поглибити свої знання в користуванні комп’ютерною технікою.




МЕТА І ЗАВДАННЯ РОЗРАХУНКОВОЇ РОБОТИ
Основною метою розрахункової роботи є оволодіння методами комплексної агрономічної оцінки конкретних ґрунтово-кліматичних умов і отримання навиків практичної розробки системи агротехнічних та організаційних заходів, які забезпечать одержання врожаю заданої величини і якості.

Даною роботою вирішуються такі важливі завдання, як поглиблення та закріплення знань з рослинництва, вдосконалення навичок самостійної роботи з навчальною, науковою і довідковою літературою та критичної оцінки отриманої з цих джерел інформації стосовно до конкретних умов господарювання.

Проект включає елементи програмування і прогнозування врожайності сільськогосподарських культур. Ним передбачається навчити студента практично використовувати принципи програмування, які на сьогодні добре розроблені, сформувати глибоку впевненість у необхідності поповнення знань і накопичення власного наукового та виробничого досвіду для підвищення ділової кваліфікації, без чого неможливе успішне впровадження цього ефективного, але одночасно і складного методу ведення рослинництва, спрямованого на комплексне використання знань широкого кола біологічних, сільськогосподарських, технічних та інших наук.
ПРЕДМЕТ І УМОВИ НАУКОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ

Культуру для проектування студент стаціонарного навчання та слухач екстернату отримує за узгодженням з викладачем, а студент заочного навчання – за власним бажанням, але таку, яка є типовою для зони і вирощується в господарстві, де проживає студент. Якщо в одному господарстві працює два і більше студентів, які навчаються на одному курсі, кожному з них потрібно обрати різні культури.

Ґрунтові умови проектування студент заочного навчання бере з того господарства, в якому працює. Якщо студент заочного навчання не працює в господарстві, то ґрунтові умови узгоджує з ведучим викладачем. Студенту стаціонарного навчання та слухачу екстернату викладач задає ґрунтові умови.

Проектована врожайність розраховується студентом. При визначенні величини проектованої врожайності слід виявити максимальну увагу.
ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ РОЗРАХУНКОВОЇ РОБОТИ

Робота повинна бути написана грамотно, розбірливим почерком від руки або на ПК, охайно оформлена, містити всі розділи, передбачені цими вказівками. Викладати матеріал слід стисло, логічно і послідовно, супроводжувати необхідними таблицями, графіками, рисунками. Всі ілюстрації мають стосуватись теми проекту і розкривати його зміст.

Довідкові матеріали для розрахунків представлені в цьому посібнику. Лише відсутні матеріали необхідно брати з інших навчальних посібників, довідників тощо.

Текст розрахункової роботи (пояснювальні записки) слід писати з одного боку друкарського паперу формату А4 (297210 мм) українською мовою, залишаючи поля: зліва – 30 мм, справа – 10 мм, вгорі та внизу – по 20 мм. На сторінці повинно бути 28-30 рядків. Аркуші потрібно пронумерувати і зброшурувати (переплести).

Проект починається з титульної сторінки. За нею на окремому аркуші розміщується зміст з повними назвами всіх розділів роботи і зазначенням сторінок, на яких вони починаються. В кінці роботи розміщується список використаної літератури. Посилання на літературні джерела обов’язково повинні бути в тексті проекту. На останній сторінці студент ставить свій підпис. Загальний обсяг проекту – 40-45 сторінок.

Загальна структура проекту повинна мати такий вигляд:
Зміст

Вступ

Розділ 1. Грунтово-кліматичні умови господарства та їх продуктивні можливості

    1. Кліматичні умови

    2. Агрохімічна характеристика ґрунтів полів сівозміни

Розділ 2. Стан та перспективи виробництва культури

2.1. Аналіз виробництва культури

2.2. Валовий збір, товарність і канали реалізації продукції рослинництва

Розділ 3. Прогнозування і програмування врожаїв с.-г. культур

3.1. Принципи програмування

3.2. Методи прогнозування

3.3. Прогнозування урожайності культури кореляційно-регресивним методом за результатами вирощування у господарстві

3.4. Розрахунок ефективності використання кліматичних ресурсів

3.4.1. Ефективність використання ФАР

3.4.2. Ефективність використання тепла

3.4.3. Ефективність використання ресурсів вологи

3.4.4. Ефективність використання ресурсів живлення

Висновки

Список використаної літератури

ЗМІСТ ОКРЕМИХ РОЗДІЛІВ
Вступ

Поняття про планування, прогнозування та програмування врожаїв. Історія розвитку програмування. Елементи програмування врожаю та їх характеристика.

Розділ 1. Прогнозування врожайності за грунтово-кліматичними умовами вирощування

    1. Характеристика клімату

За середніми багаторічними показниками найближчої метеостанції дати загальну характеристику клімату господарства. Дані навести у вигляді табл. 1.

Місяць

Декада

Метеорологічний елемент

опади, мм

середньодобова температура, С

відносна вологість повітря, %

Сонячна радіація, кДж/см2

сума температур

волога в кореневмісному шарі ґрунту, мм

ГТК

сумарна

радіаційний баланс

>5С

>10С

Січень

1




























2




























3




























Сума




























і т.д.































За рік































За період з 5С




























За період з 10С





























Подати роль основних метеорологічних факторів, які мають безпосереднє значення для прогнозування і програмування врожайності культури. Додатково звернути увагу на такі метеорологічні елементи: запаси доступної вологи рослинами у кореневмісному шарі ґрунту (на час сівби ярих культур, відновлення весняної вегетації озимих культур, на період збирання); коефіцієнт зволоження; гідротермічний коефіцієнт (ГТК); частку поверхневого стоку; для озимих культур і багаторічних трав визначити дату припинення дату припинення осінньої й відновлення весняної вегетації; дати переходу середньодобових температур повітря вище й нижче 5 і 10С, кількість днів і суми середньодобових температур, які перевищують указані межі; абсолютні мінімуми та максимуми температур; дату перших і останніх приморозків у повітрі і на поверхні ґрунту; тривалість безморозного періоду; глибину промерзання ґрунту; товщину снігового покриву.

Зробити висновок про загальну відповідність кліматичних і метеорологічних умов вимогам культури.


    1. Агрохімічна характеристика ґрунтів полів сівозміни

Тип, вид, материнська порода, фізико-хімічні та агрохімічні властивості ґрунту, його бонітет і ціна бала за проектованою культурою.

Зробити висновок про можливість чи неможливість ґрунту в природному стані задовольнити потреби культури для високої врожайності (табл. 2).

Якщо виявлені такі властивості ґрунту, що суттєво обмежують урожайність проектованої культури, необхідно розробити заходи щодо їх усунення (гіпсування, вапнування тощо), які будуть реалізовані або в процесі вирощування проектованої культури, або в системі інших заходів. За необхідності проведення таких заходів навести відповідні розрахунки.

Таблиця 2 – Агрохімічна характеристика полів сівозміни

№ поля

Тип грунту

Бонітет

Показники

глибина розрахункового шару,см

вміст гумусу, %

рН сольове,

об’ємна маса, г/см3

вміст елемента живлення, мг/100 г ґрунту

N

P2O5

K2O































Оскільки ґрунти подібні до типу ґрунтів поля, проте відрізняються за агрохімічними показники, необхідно провести розрахунки прогнозованої врожайності за вмістом елементів живлення у ґрунті.

Розрахунок урожайності проектованої культури за вмістом елементів живлення в ґрунті проводять за формулою:

,

де У – дійсно можлива врожайність, ц/га.

ПГЗ – вміст елемента живлення в грунті, кг/га:

,

де n – вміст вміст елемента живлення в грунті, мг/ 100г грунту;

d – об’ємна маса ґрунту, г/см3 ;

h – глибина розрахункового шару, см (для зернових колосових культур, зернобобових – 20 см, просапних (кукурудза, соя, соняшник, цукрові буряки, картопля) – 30 см).

Кп – коефіцієнт використання елемента живлення з ґрунту (додаток А).

В – питомий винос елемента живлення (кг) на формування 1ц основної продукції.

Провести розрахунки дійсно можливої врожайності (ДМУ) основної продукції проектованої культури залежно від типу ґрунтів полів сівозміни.
Розрахувати дійсно можливу врожайність за природною родючістю ґрунту, використовуючи формулу:
, де
ДМУр - дійсно можлива врожайність основної продукції за природною родючістю грунту, ц/га;

Б – бал бонітету грунту;
, де
ПУа.с.б. – потенційна урожайність абсолютно сухої біомаси, ц/га;

С0 – базова вологість основної продукції, %;

а – сума частин основної і побічної продукції в урожаї (додаток Б).

Потенційну врожайність розраховують за формулою:
, де
?QФАР – сумарне надходження ФАР за період активної вегетації , кДж/см2;

КФАР – проектований коефіцієнт ФАР (для розрахунку брати КФАР?2);

q – калорійність абсолютно сухої біомаси, кДж/кг.

На основі проведених розрахунків зробити висновки щодо формування продуктивності культури за рахунок природної родючості ґрунту.

РОЗДІЛ 2. СТАН ТА ПЕРСПЕКИВИ ВИРОБНИЦТВА КУЛЬТУРИ
2.1. Аналіз виробництва культури

Зробити аналіз результатів вирощування культури в господарстві, Україні та світі за останні 10 років. Розкрити стан та перспективи розвитку. Дані записати в табл. 3.
Таблиця 3 – Аналіз виробництва проектованої культури

Роки

Господарство

Україна

Світ

посівна площа, га

урожай, т/га

валовий збір, т

посівна площа, га

урожай, т/га

валовий збір, т

посівна площа, га

урожай, т/га

валовий збір, т

2000




























2001

і т.д.





























2.2. Валовий збір, товарність і канали реалізації продукції рослинництва

Проаналізувати валовий збір, товарність і канали реалізації продукції рослинництва, вартість продукції, особливості формування вартості рослинницької продукції та затрати на виробництво. Фактори, які визначають ціну основної продукції (табл. 4).
Таблиця 4 – Товарність і канали реалізації продукції

(фактичні показники за останні 5 років)

Роки

Валовий збір, т

Товарне зерно, т

Відходи, т

Реалізація

Канали

Вартість, тис.грн

2000
















2001

і т.д.

















РОЗДІЛ 3. ПРОГНОЗУВАННЯ І ПРОГРАМУВАННЯ ВРОЖАЇВ

С.-Г. КУЛЬТУР

3.1. Принципи програмування

Розробка програми вирощування заданого рівня врожаю неможлива без врахування законів землеробства. Всі вони відображені у сформульованих акад. І.С. Шатиловим десяти принципах програмування врожаю.

Дати характеристику основним принципам програмування врожаю. Вказати, які з них використовують для розрахунку потенціального врожаю, а які – для розробки технології його одержання.
3.2. Методи прогнозування

Прогнозування врожайності – це науково обґрунтоване передбачення можливої величини і якості врожаю на певний період. У польових умовах урожай формується під впливом нерегульованих факторів. В ідеальному їх усі й треба враховувати під час прогнозування врожаю.

Приділити увагу вивченню методів прогнозування найважливіших факторів продуктивності посівів: прогноз запасів доступної вологи рослинам у різні періоди вегетації, сум активних, середньодобових і ефективних температур, несприятливих метеорологічних факторів, густоти рослин і стеблостою, розвитку хвороб і шкідників, дат настання фенологічних фаз та ін.

Описати методи прогнозування врожаїв с.-г. культур: експертних оцінок; аналогій; вирівнювання динамічних рядів врожайності та їхня екстраполяція; кореляційно-регресивного моделювання.
3.3. Прогнозування урожайності культури методом вирівнювання динамічного ряду за результатами вирощування у господарстві
Метод вирівнювання динамічного ряду є досить поширеним аналітичним методом прогнозування. Його основою є припущення про стійку тенденцію зміни врожайності в часі. Даний метод широко використовують для прогнозування врожаїв на перспективу на основі сукупного результату господарської діяльності без вичленування впливу кожного конкретного фактора, тобто на основі тенденцій, які склалися в господарстві по забезпеченню засобами захисту рослин, добривами, технікою, сортооновлення, управління виробництвом тощо. Для цього краще мати дані про врожайність культури не менше як за 10 попередніх років.

Прогнозовану врожайність розраховують, використовуючи рівняння лінійної регресії:
, де
у – прогнозована врожайність в n-му році, ц/га;

а – вільний член рівняння;

в – коефіцієнт регресії;

х - фактор часу (порядковий номер року, на який прогнозується врожайність).

З метою проведення розрахунків необхідно скласти таблицю визначення врожайності програмованої культури (табл. 5).
Таблиця 5 – Визначення тренду врожайності культури

Рік

Фактор часу (х)

х2

Врожайність, ц/га (у)

ху

1999

1










2000

2










і т.д.

і т.д.










2009

10
























Потім розрахунки виконують у такій послідовності. Визначають середні значення х і у , тобто х та у.



,

де n – кількість років.

Значення в визначають за формулою:
;
Значення а визначають за формулою:

Потім отримані результати підставити у рівняння лінійної регресії і визначити врожайність культури на перспективу.
3.4. Розрахунок ефективності використання кліматичних ресурсів

Особливе значення при програмуванні врожаю польових культур має аналіз кінцевих результатів, що дозволяє оцінити повноту та ефективність використання ресурсів основних факторів росту рослин: ФАР, тепла, вологи, природної родючості ґрунтів та внесених добрив. Така оцінка можлива тільки після закінчення вегетаційного періоду, обліку врожаю та характеристики погодних умов.
3.4.1. Ефективність використання ФАР

Маючи фактично одержаний виробничий чи дослідний урожай (Уф), можна визначити фактичне значення коефіцієнта використання ФАР (КФАР). Цю величину розраховують за формулою:
, де
КФАР – фактичний коефіцієнт використання посівом ФАР, %;

Уф – фактична врожайність основної продукції, ц/га;

q – калорійність абсолютно сухої біомаси, кДж/кг (додаток Б);

?QФАР – сумарне надходження ФАР за період активної вегетації культури (додаток В);

104 – коефіцієнт перерахунку в фізичні величини.

На основі отриманого результату зробити висновок щодо ефективності використання природних ресурсів (класифікація посівів за здатністю поглинати ФАР).
3.4.2. Ефективність використання ресурсів тепла

При вивченні даного питання необхідно визначити суму температур за період активної вегетації, що характеризують умови конкретного року.

Ефективність використання ресурсів тепла розраховують за формулою:
, де
Ет – ефективність використання ресурсів тепла, %;

Уф – фактична врожайність, ц/га;

ДМУБКП – дійсно можлива врожайність за біокліматичним потенціалом, ц/га.

, де
БКП – біокліматичний потенціал продуктивності, балів;

?t 100С – сума ефективних температур за період активної вегетації (додаток В);

10000С – сума температур на північній межі землеробства;
, де
Кзв – коефіцієнт зволоження території;

W – ресурси доступної вологи для рослин, мм;

R – радіаційний баланс на період активної вегетації культури, кДж/см2 (додаток В);

0,25 – коефіцієнт скритої теплоти випаровування.

Запаси доступної вологи для рослин розраховують за формулою:
, де
Wгз – ґрунтові запаси доступної вологи рослинам на час сівби ярих культур або на період відновлення весняної вегетації озимих, мм (додаток Г);

Wо – кількість опадів за вегетацію, мм (додаток Д);

Ко – корисний коефіцієнт використання опадів (у середньому становить 0,7);

Wгв – надходження вологи в кореневмісний шар ґрунту з ґрунтових вод (якщо ґрунтові води залягають глибше 3 м, то в розрахунки не враховують);

Wз – залишкова кількість доступної вологи рослинам на час збирання культури, мм.

Дійсно можливу врожайність (ц/га) за біокліматичним потенціалом розраховують за формулою:
, де
Кп – продуктивність культури залежно від ступеня зволоження (додаток Е);

Кр – біологічна продуктивність культури за різного ступеня зволоження (додаток Ж).

При відомих теплових умовах (?t>100С) і фактичному врожаю (Уф) визначити фактичний рівень землеробства (КЗф). Коефіцієнт, який кількісно характеризує кількісний рівень землеробства, розраховують за формулою:
, де
КЗф – фактичний рівень землеробства, т/га на 10000С;

?t>100С – сума t за активний період року.

Знаючи суму активних температур за період вегетації культури (?t>100Свег) і зіставивши її з сумою температур за період активної вегетації, визначають ступінь використання культурою даного сорту (гібриду) теплового ресурсу за формулою:

, де

Сt – ступінь використання теплового ресурсу, %;

?t>100С(вег) – сума активних температур за період активної вегетації культури, 0С;

?t>100С – сума температур за активний період вегетації, 0С.

На основі проведених розрахунків зробити висновок щодо впливу ресурсів тепла на урожайність культури.
3.4.3. Ефективність використання ресурсів вологи

Вивчення цього питання є більш складним, оскільки може мати досить різну глибину аналізу. Для більш детального вивчення цього питання необхідно встановити фактичну кількість вологи, яку використала рослина для формування врожаю. Цю величину визначають за формулою:
,

де W – запаси продуктивної вологи, мм;

Wо – кількість опадів за вегетацію, мм (додаток Д);

Ко – коефіцієнт використання опадів;

Wз – залишкова кількість вологи на час збирання, мм;

Wгз – грунтові запаси продуктивної вологи в кореневмісному шарі грунту, мм (додаток Г).

За запасами продуктивної вологи розраховують дійсно можливу врожайність або кліматично забезпечений врожай за вологозабезпеченістю посівів:
, де
ДМУа.с.б. – дійсно можлива врожайність абсолютно сухої біомаси за ресурсами вологи, ц/га;

W – запаси продуктивної вологи, мм;

ТК – транспіраційний коефіцієнт (додаток З);
, де

ДМУо – дійсно можлива врожайність основної продукції, ц/га;

Со – базова (стандартна) вологість основної продукції, %;

а – сума частин основної та побічної продукції в загальному врожаю (додаток Б).

Розрахунок коефіцієнта водоспоживання на величину дійсно можливого врожаю основної продукції проводять за формулою:
, де
КВ – коефіцієнт водоспоживання, мм/т;

ДМУо – дійсно можлива врожайність основної продукції, т/га.

Фактичний коефіцієнт водоспоживання розраховують за залежністю:
, де
КВф – фактичний коефіцієнт водоспоживання, мм/т;

Уф – фактична врожайність, т/га.

Ефективність використання вологи, як природного ресурсу, визначають за формулою:
, де
Еф – ефективність використання ресурсів вологи, %;

Уф – фактична врожайність, т/га;

ДМУо – дійсно можлива врожайність основної продукції, т/га.

Коефіцієнт використання опадів визначають на основі величини фактичної врожайності за формулою:
, де

Ко – фактичний коефіцієнт використання опадів, %;

Wф – необхідна кількість вологи для формування фактичного врожаю, мм;

Wгз – ґрунтові запаси продуктивної вологи кореневмісному шарі грунту, мм;

Wо – кількість опадів за вегетацію, мм.

, де

W – запаси продуктивної вологи, мм;

Квф – коефіцієнт водоспоживання фактичний, мм/т;
Після проведення розрахунків зробити висновки щодо ефективності використання ресурсів вологи та атмосферних опадів. Крім того, необхідно враховувати, що коефіцієнт використання опадів відображає не лише ту частину опадів, яка залишилась в шарі грунту 0 – 100 см протягом вегетації, але й рівномірність їх випадання та ступінь використання культурою. Відповідно із збільшенням фактичного врожаю значення цього коефіцієнта збільшується.
3.4.4. Ефективність використання ресурсів живлення рослин

Методика проведення розрахунків ефективності використання ресурсів живлення:

  1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации