Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,899

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ

Брушков А.И.
Математическое моделирование количественных связей в сложной многофакторной системе «погода – почва – удобрение – растение – урожай» и его качество являются научной основой инновационных технологий возделывания зерновых культур. Инновационные технологии позволяют управлять формированием урожая и его качеством, увеличивая степень использования биоклиматического потенциала до 80-85%, обеспечивают оптимизацию минерального питания, улучшая экологическую ситуацию.
Системный подход, математическое моделирование количественных связей в сложной многофакторной системе погода - почва - удобрение - растение - урожай и его качество - научная основа. Инновационных технологий возделывания зерновых культур.

Анализ динамики урожайности зерновых культур за 100 лет (1905 - 2004 г.) по Челябинской области показал, что средняя урожайность за этот период составила 9,5 ц/га, или ниже 1905 г. на 1,6 ц/га.

В тоже время биоклиматический потенциал Челябинской области составляет: Северная лесостепь - 45,7 ц/га, Южная лесостепь - 35 ц/га, степь - 24,2 ц/га, Горно-лесная зона - 45 ц/га. Использование биоклиматического потенциала в большинстве хозяйств составляет 20 - 30%, в отдельных - 70 - 75%. Информационные технологии обеспечивают использование биоклиматического потенциала до 90% и более, о чем свидетельствует мировой опыт.

До 1956 г., урожай зерновых культур во всем мире не превышал 10 ц/га. Применение системного подхода с использованием математических моделей и ЭВМ уже к 1985 г. обеспечили увеличение урожайности до 50 - 58 ц/га. (Япония, Франция, Англия, Германия, Венгрия); 37,5 - 47,7 ц/га. (США, Чехословакия, Болгария, Китай, Румыния, Италия); 29,0 - 32,1 ц/га. (Польша, Аргентина, Канада). Обобщив опыт стран, ФАО (1966г.), рекомендовано ООН изучить использование полинома:

У = а + вх + сх² и У = а + в√х + сх

при статистической обработке данных многофакторных полевых опытов:

где, У - урожай, ц/га;

а - урожай без удобрений;

в, с - коэффициенты уравнений;

х - изучаемый фактор (дозы удобрений).

Исследования во многих регионах России и северного Казахстана показали, что при формировании урожаев и показателей качества зерна с одной стороны и дозами удобрений - существует количественная зависимость, которая описывается уравнениями регрессии с использованием ЭВМ.

На паровом предшественнике высокий урожай яровой пшеницы Карабалыкская - 90 - 39,2 ц/га, обеспечено среднее содержание подвижного фосфора

Внесение различных доз и сочетание N, P, K оказалось экономически неэффективным.

На второй культуре после пара яровая пшеница Казахстанская раннеспелая урожай 42,16 ц/га, сформировал при содержании подвижного фосфора 6,5 мг/100гр.

Экономически эффективным было внесено Р25 на варианте с низким содержанием подвижного фосфора.

В среднем по влагообеспеченности 2001г. наиболее высокий урожай зерна сформировала яровая пшеница Карабалыкская - 98 по паровому предшественнику 38,99 ц/га, на варианте с содержанием подвижного фосфора 10,1 мг/100гр.

Экономически эффективным было внесено Р50 на варианте с низким содержанием подвижного фосфора.

На третьей культуре после пара ячмень Тобол урожай 23,15 ц/га, сформировал на варианте с содержанием подвижного фосфора 9,8 мг/100гр.

На ячмене эффективной дозой минеральных удобрений Р50 на варианте с низким содержанием подвижного фосфора.

Таблица 1.

Влагообес-печенность

(%)

Средняя

сут. темп.

(°С)

Р2О5

мг/100гр.

Уравнение регрессии.

R

Пшеница Карабалыкская - 90 1999г. (1КПП).

108,3

16,8

5,6

7,8

8,7

9,6

 

10,9

У = 30,82 + 1,5 Р

У = 39,20 + 0,93 N

У = 37.73 + 1.042 + 1.19 K05

У = 39,44 + 2,98 К05 + 2,45 (NP)05- 2,62 (NK)05 - 1,38 (PK)05

У = 39,99 - 0,80 N + 1,19 (NK)05

0,60

0,70

0,76

 

0,85

0,72

Пшеница Казахстанская раннеспелая 1999г. (2КПП).

105,4

16,8

4,9

6,5

 

8,9

9,3

9,8

У = 39,44 + 1,22 Р05

У = 42,16 - 3,88N05 + 2,63N - 6,22 К05 + 3,29 К + 1,10 (РК)05

У = 39,99 - 3,45 N05 + 2,51N +1,04 K05

У =39,25 + 7,77 К05 - 3,47 К

У = 39,65 + 1,26Р + 1,83 К - 2,18 (РК)05

0,63

 

0,86

0,76

0,70

0,70

Яровая пшеница Карабалыкская - 98 2002г. (по пару).

99,5

19,1

5,4

6,2

7,9

8,1

10,1

У =32,67 +3,68 Р05

У = 34,79 - 3,66 N05 + 2,15 N + 3,32 Р05

У = 37,45 + 2,59 Р05

У = 38,74 + 1,99 Р05

У = 38,99 + 7,85 N05 - 4,69 N - 1,83 K +

+ 1,94 (PK)05

0,66

0,92

0,83

0,56

 

0,85

Лютестенц -32 (II КПП)

 

 

3.4

6.1

 

8.1

9.0

10.9

У = 18.5 + 1.79 N + 1,65 Р

У = 28,03 - 3,10 К05 + 1,15 (NК)05 + +1,07(РК)05

У = 23,24 - 1,45 К + 2,00 (NК)05

У = 22,99 + 10,02 Р05 - 5,50 Р

У = 24,41

0,76

 

0,72

0,61

0,51

0,00

Ячмень Тобол (III КПП)

 

 

4,9

6,1

 

7,5

7,9

9,8

У = 17,83 + 1,85 Р05

У = 21,5 - 2,94 Р05 + 3,11 Р - 1,64 К + +2,11 (NК)05

У = 20,66

У = 21,18

У = 23,15 - 1,38 К + 1,60 (NК)05

0,72

 

0,96

0,00

0,00

0,76

Показатели качества зерна яровой пшеницы Карабалыкская - 98 по паровому предшественнику урожая 2002г. приведены в таблице 2. Из приведенных уравнений видно, что увеличение содержания подвижного фосфора в почве после контроля снижает стекловидность, содержание протеина и клейковины.

Для увеличения стекловидности, протеина и клейковины необходимо внесение азотных удобрений в дозе N25.

Таблица 2. Показатели качества яровой пшеницы Карабалыкская - 98 по пару, 2002г.

Р2О5 мг/100гр.

Показатели качества

R

Стекловидность зерна (%).

5,4

6,2

7,9

8,1

10,1

У = 71,1 - 2,55 (NР) + 3,8 (РК)05

У = 69,4 + 7,71 (N) - 5,89 К05 - 5,09 (NP)05 + 5,44 (РК)05

У = 65,4

У = 69,1

У = 64,3

0,61

0,71

0

0

0

 

Протеин зерна (%)

5,4

 

6,2

7,9

8,1

10,1

У = 17,8 + 0,46 N05 + 0,55 Р - 0,97 К - 0,85 (NP)05 + 0,68 (РК)05

У = 17,7

У = 19,0 + 0,38 Р05

У = 17,1

У = 17,3 - 0,32 Р + 0,3 К - 0,53 (РК)05

0,86

 

0

0,65

0

0,64

Содержание клейковины (%)

5,4

6,2

7,9

8,1

10,1

У = 30,3 - 0,35 К + 0,25 (NP)05

У = 30,2

У = 31,5 + 0,94 N05 - 0,83 Р - 1,38 К05 + (РК)05

У = 29,9 + 0,30 N + 0,52 Р05

У = 30,4 - 1,41 К05 + 0,49 (РК)05

0,75

0

0,87

0,76

0,83

Выводы:

1. Традиционные методы принятия технологических решений возделывания полевых культур на основе практического опыта, интуиции мало учитывают взаимодействие факторов формирования урожая, его структуры и качества, что ведет к недобору урожая, снижению плодородия почвы, загрязнению окружающей среды.

2. Инновационные технологии возделывания зерновых культур позволяют управлять формированием урожая и его качеством, увеличивают степень использования биоклиматического потенциала до 80 - 85%, обеспечивают оптимизацию минерального питания, улучшают экологическую ситуацию.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Литлл В., Хиллз А. Производственные функции в сельском хозяйстве. М., 1960. - 600 с.
  2. Кук Д. Методика расчета доз удобрений на планируемый урожай. Рим, 1960. - 98 с.
  3. Брушков А.И. Системный подход к возделыванию зерновых культур. Алма-Ата, 1998. - 234 с.

Библиографическая ссылка

Брушков А.И. ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 9. – С. 12-14;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23536 (дата обращения: 29.11.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074