Способ экологической защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных температурных условий Советский патент 1991 года по МПК A01H1/04 

сортов и гибридов целесообразность их размещения в зоне по условиям гарантированного развития до фазы уборки, заданного

вида продукции и максимально возможного при этом использования природных ресурсов тепла. 4 табл,

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в расте- ниеводстве при районировании и хозяйственном использовании сортов и гибридов различных сельскохозяйственных культур. Цель изобретения - повышение эффективности защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных температурных условий и более рациональное использование природных ресурсов тепла на формирование заданного вида продукции. Для каждой местности выбирают сорт или гибрид, в качестве физиологических показателей которого используют биологические минимально достаточные для роста и развития растений температуры окружающей среды t6n, суммы биологически активных среднесуточных температур воздуха, необходимые для достижения потребных фаз развития растений 2 срсут количество дней отдаты минимального фотопериодического цикла до оптимального по температурным условиям срока посева Тп, которые рассчитывают по формулам Тп (95 + 0,735 tOM 3/Z) ± ±0,035( Р+Щ7 -45)2; 2 гсрсут 9700-(118+ + 0,29tcpcyT3/2) (р+щ), где Тп - количество дней от даты минималь- ного фотопериода до оптимального по температурным условиям срока посева данной сельскохозяйственной культуры; t6w - биологический минимум среднесуточной температуры воздуха, необходимый для начала роста культуры, °С; 2) ср сут - сумма биологически активных среднесуточных температур воздуха, необходимых для роста растений после всходов, географическая широта зоны возделывания1 культуры, град.; Н - высота местности над уровнем моря, м; 96,7 - температурный градиент окружающей среды по высоте местности над уровнем моря, м/°С; 9700 - сумма среднесуточных температур воздуха, накапливаемая за год на географической широте 0° (экватор) и нулевой высоте местности над уровнем моря, °С, причем знак + перед коэффициентом 0,035 в формуле расчета количества дней Тп берется при величине (р + -цсг-i), большей или равной 45, а знак - при велиН чине (р + ) . меньшей или равной 45, а количество дней Тп от даты минимального фотопериодического цикла отсчитывается в северном полушарии от 22 декабря, а в южном - от 22 июня. Предложенный способ позволяет не только обеспечить защиту сельскохозяйственных культур правильным выбором сроков посева с учетом чувствительности культуры к температуре окружающей среды и особенностей изменения температуры в зоне возделывания культуры, но и определять по теплопотребности (Л С о о го & ON

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводстве при районировании и хозяйственном использовании сортов и гибридов различных сельскохозяйственных культур.

Известен способ экологической защиты озимых культур от неблагоприятных условий перезимовки, в котором защита от неблагоприятных условий перезимовки достигается тем, что установлена взаимо- связь между биоритмами растений озимой пшеницы и астрономическими часами, а точнее особенностями фотопериода, характеризуемого изменением продолжительности дня по величине и направлению (убывает он или возрастает). За исходную точку отсчета принимается дата минимального фотопериода (22 декабря - в северном полушарии и 22 июня - в южном).

Расчеты ведутся по формуле

Т К (р +

Н

где Т - продолжительность одного из трех периодов: 22.12 - срок посева, полный период онтогенеза и период яровизации озимой пшеницы, дн;

К- постоянный коэффициент, принимаемый равным: при определении срока посе- ва - 2, продолжительности яровизации - 1, продолжительности онтогенеза - 6;

р- географическая широта местности, где возделывается озимая пшеница, град;

Н - высота расположения местности над уровнем моря, м;

65 - феноскопический коэффициент, характеризующий влияние высоты расположения местности на продолжительность периодов онтогенеза озимой пшеницы.

Недостатком способа является то, что рассматривать другие периоды, например от посева до молочной спелости зерна, не представляется возможным, так как для них надо экспериментально определить свою величину коэффициента К. Вместе с тем, не учитывается, что при одной и той же динамике изменения дня по погодным условиям может формироваться различный температурный режим и соответственно будет ме- няться продолжительность периодов онтогенеза, так как для того чтобы достичь

определенного этапа развития, растениям требуется накопить строго определенное количество тепла, которое принято выражать суммами биологически активных сред- несуточных температур воздуха. Не предусматривается таже защита от неблагоприятных температурных условий других сельскохозяйственных культур (кукурузы, ячменя, яровой пшеницы и т.д.) путем определения для них сроков посева, возможности достигнуть в данной местности уборочной степени зрелости (полной спелости зерна, солочно-восковой спелости зерна при уборке на силос и т.д.),

Цель изобретения - повышение эффективности защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных температурных условий за счет более рационального использования природных ресурсов тепла на формирование заданного вида продукции.

Пример. Выбор сортов и гибридов для каждой местности осуществляют с учетом таких физиологических показателей, как биологически минимальная температура окру- жающей среды Хбм. достаточная для нормального протекания конкретных периодов онтогенеза, суммы биологически активных среднесуточных температур воздуха

2 tcpcyT, необходимые для прохождения

периодов онтогенеза, количество дней от даты минимального фотопериодического цикла до оптимального по темпратурным условиям срока посева Тп, которые определяют с помощью формул

Т (95+ 0,735 тем 3/2) ± ± 0,035 ( yj + -45)2; 2 гСрсут 9700-(118+

+ 0,29tcpcyT3/2) (Р+Щ7),

где Тп - количество дней-от даты минимального фотопериода (22 декабря - для северного полушария и 22 июня - для южного) до оптимального по температурным условиям

срока посева данной сельскохозяйственной культуры;

Тбм - биологический минимум среднесуточной температуры воздуха, необходимый для начала роста культуры, °С;

X tcp.cyr - сумма биологически активных среднесуточных температур воздуха, необходимых для роста растений после всходов, °С;

р- географическая широта зоны возделывания культуры, град;

Н - высота местности над уровнем моря, м;

96,7 - температурный градиент окружающей среды по высоте местности над уровнем моря, м/°С;

9700 - сумма среднесуточных температур воздуха, накапливаемая за год на гео- графической широте 0° (экватор) и нулевой высоте местности над уровнем моря, °С.

Знак + перед коэффициентом 0,035 в формуле расчета количества дней Тп берут

при величине (р +таг7) большей или равLJ

ной 45, а знак - - при величине (р + щг),

меньшей или равной 45.

Приведенные математические зависимости установлены исходя из существования взаимосвязи между особенностями теплового режима окружающей среды и географическим положением и топографией зоны возделывания сельскохозяйственных культур (взаимосвязи температурного режима с радиационным балансом Земли на различных географических широтах, распределения среднеширотных температур земной поверхности, взаимосвязи темпера- турного градиента с высотой расположения местности над уровнем моря), роста и развития растений и динамикой изменения температуры окружающей среды (или среднесуточной температуры воздуха).

В табл.1 и 2 представлены даты весеннего перехода среднесуточных температур воздуха через 0, 5, 10 и 15°С в некоторых районах Нижнего Поволжья и суммы заданных величин среднесуточных температур воздуха для этих районов, взятых из Агроклиматического справочника для Волгоградской области и полученные расчетным путем с использованием предложенных формул. Данные табл.1 и 2 свидетельству- ют, что результаты расчетов соответствуют многолетним статистическим данным и позволяют обходиться без больших затрат труда на их сбор и обработку. Таким образом, не имея многолетней статистики можно рассчитать даты наступления температур и величину их сумм для любого колхоза и совхоза, а в случае необходимости и для конкретных полей. Например, в условиях сильно холмистых и горных местностей, когда одно поле может располагаться выше другого на сотни метров, а подъем на каждые 96,7 м приводит к снижению среднесуточной температуры воздуха на 0,5°С и на практике отодвигает сроки посева на 1 день. В этом можно убедиться, выполнив расчеты по предлагаемой формуле для определения Тп Так, при географической широте 50° и нулевой высоте местности над уровнем моря среднесуточная температура воздуха 10°С (срок посева кукурузы, суданской травы, сорго и других культур) наступит через 119 дней после 22 декабря, т.е. 20 апреля, а при высоте 100м-через 119,5или 120дней т.е. 21 апреля.

Срок посева семян и их последующее прорастание зависят не от продолжительности дня, а от складывающихся в почве температурно-влажностных условий, что по известному способу не учитывают. Семена способны прорастать только при вполне определенной величине температуры. Биологические минимумы таких температур показаны для разных сельскохозяйственных культур в табл.3. Подставляя их значения в формуле для расчета срока посева Тп, можно для каждой культуры точно определить устойчивое достижение нужной величины температуры и время проведения посева, обеспечивающего в дальнейшем нормальные всходы и развитие растений. Например, в Руднянском районе Волгоградской области (географическая широта р 51°; высота над уровнем моря м) срок посева подсолнечника, имеющего биологически минимальную температуру в начале роста т.бм 7 - 8°С (табл.3), наступит через Тп 111,5 дней, т.е. 12-13 апреля. Как известно, это обычно рекомендуемые в типовых технологических картах сроки посева подсолнечника в северных районах Волгоградской области.

Поскольку при определении сроков посева в расчетах используют минимально достаточные температуры Тбм, наступающие раньше других температур роста и развития растений, то и посев в эти сроки обеспечивает самое раннее появление всходов, лучшее использование теплового времени вегетации растений и, следовательно, более высокую продуктивность Вместе с тем, чем раньше проводят посев и больше теплый период возможного развития растений, тем более позднеспелые сота и гибриды можно возделывать, а они всегда урожайнее скороспелых сортов и гибридов. Сравнительно ранние сроки посева способствуют также лучшему использованию почвенной влаги, накопившейся в осенне-зимний период, на формирование урожая.

В процессе.своего развития растения в онтогенезе проходят несколько этапов или фаз. Каждый из них требует на свое завершение строго определенного количества энергии, которую принято характеризовать суммами среднесуточных температур воздуха.

В исследованиях по разработке технологии программированного выращивания урожаев зерна кукурузы для Нижнего Поволжья высевали семена среднераннего гибрида кукурузы Славутич 210ТВ и среднеспелого гибрида Краснодарский 440МВ. Первому для прохождения развития от посева до полного созревания зерна требовалось в среднем накопить сумму среднесуточных температур воздуха 10°С и выше, равную 2426°С, а второму - 2756°С. Всего же в ОПХ Орошаемое (зона Волго- Донского междуречья, географическая широта (р 50°, высота над уровнем моря Н 150 м), где проводили опыты, накапливается сумма температур 3177°С. Таким образом среднеранний гибрид использовал

о л о С

,4% возможного количест- 2756

3177

ва тепла, а среднеспелый

100%

86,8% или в 86,8 : 76,4 1„14 раза больше. При этом максимальная за годы опытов урожайность гибрида Славутич 21ОТВ в среднем была 94 ц/га, а гибрида Краснодарский 440 MB - 107,8 ц/га, т.е. в 107,8 : 94,0 1,15 раза или на 15% больше. Таким образом, увеличение использования тепла повлекло за собой и увеличение урожайности зерна кукурузы. Следовательно, определив с помощью предлагаемых формул, какие суммы необходимых для выращивания культуры биологически активных температур накапливаются в данной местности и подбирая затем сорта и гибриды соответствующих групп скороспелости так, чтобы их потребности в тепле были максимально близки к тепловым ресурсам местности, достигают наибольшей эффективности использования этих ресурсов.

Использование показателя вертикального термического градиента 96,7, а не фе- носкопического коэффициента отдельных культур (по известному способу - 65 для озимой пшеницы), делает математические зависимости универсальными, справедливыми для любых культур. Это особенно важно при выращивании культур в севообороте,

применении повторных посевов с целью лучшего использования площади поля для получения растениеводческой продукции, так как позволяет подобрать культуру, сорт

или гибрид, наилучшим образом использующие тепловые ресурсы, остающиеся после уборки основных культур севооборота и дающие требуемую продукцию. Например, пусть .одно из полей севооборота, располо0 женного на широте 50° и высоте над уровнем моря 125 м, занято ячменем. На формирование им урожая зерна требуется сумма температур 10°С и выше 1400°С (табл.3). Всего в местности накапливается 3177°С

5 таких температур. То есть, на повторный посев другой культуры можно использовать 1777°С, Из результатов исследования особенностей развития сортов и гибридов кукурузы различной скороспелости видно

0 (табл.4), что оставшейся суммы температур достаточно, чтобы раннеспелые гибриды достигли молочной спелости зерна, а позднеспелые - только выметывания метелки и перехода к цветению початка.

5Пользуясь справочными данными по питательности кормов, видим, что при уборке каждый центнер зеленой массы раннеспелого гибрида будет содержать не. менее 19 кг кормовых единиц, а позднеспелого - не

0 более 14 кг кормовых единиц, То есть, питательность корма из зеленой массы раннеспелого гибрида в 1, 36 раза или на 36% выше, чем из зеленой массы позднеспелого гибрида,

5 Отсчет суммы среднесуточных температур воздуха от величины годовой суммы тем- ператур на экваторе, равной 9700°С, обладающей высоким постоянством, позволяет достаточно точно сравнивать тепловые

0 ресурсы различных зон на основе общего эталона и получать устойчивые величины показателей этих ресурсов, которыми можно будет длительно пользоваться без дополнительных уточнений.

5

Способ экологической защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных температурных условий дает возможность не только обеспечить защиту правильным

0 выбором сроков посева с учетом чувствительности культуры к температуре окружающей среды и особенностей изменения температуры в зоне возделывания культуры, но и определить по теплопотребности

5 сортов и гибридов целесообразность их размещения в зоне по условиям гарантированного развития до фазы уборки заданного вида продукции и максимально возможного при эУом использования природных ресурсов тепла.

Формула изобретения Способ экологической защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных температурных условий, включающий выбор сортов и гибридов и определение сро- ков посева путем расчета физиологических показателей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных температурных условий за счет более рационального использования природных ресурсов тепла на формирование заданного вида продукции, для каждой местности выбирают сорт или гибрид, в качестве физиологических показателей кото- рого используют биологические минимально достаточные для роста и развития растений температуры окружающей среды, суммы биологически активных среднесуточных температур воздуха, необходимые для достижения потребных фаз развития растений, количество дней от даты минимального фотопериодического цикла до оптимального по температурным условиям срока посева, рассчитываемые по формулам

Тп (95+ 0,735 1бм

3/2-,

Н

± 0,035 ( Р+Щ7-45); Ј tcp.cyr. 9700-(118+

+ 0,29 W2) (У+Щ7), 35

5 10 15 0 5

0

5

где Тп - количество дней от даты минимального сЬотопериода до оптимального по температурным условиям срока посева данной сельскохозяйственной культуры;

t6M - биологический минимум среднесуточной температуры воздуха, необходимый для начала роста культуры, °С;

5) tCp cyr.- сумма биологически активных среднесуточных температур воздуха, необходимых для роста растений после всходов, °С;

р географическая широта зоны возделывания культуры,град;

Н - высота местности над уровнем моря, м;

96,7 - температурный градиент окружающей среды по высоте местности над уровнем моря, м/°С;

9700 - сумма среднесуточных температур воздуха, накапливаемая за год на географической широте 0° (экватор) и нулевой высоте местности над уровнем моря, °С, причем знак + перед коэффициентом

0,035 в формуле расчета количества дней Тп

LJ

берется при величине (р + ) большей

или равной 45, а знак - - при величине LJ

(р + тер7). меньшей или равной 45; а количество дней Тп от даты минимального .фотопериодического цикла отсчитывается в северном полушарии от 22 декабря, а в южном - от 22 июня.

Т а б л и у а 1

Кукурузу на силос убирают в фазе молочно-восковой спелости зерна.

Таблица 3

Таблица А