Способ определения сроков наступления максимальной продуктивности кормовых культур Советский патент 1992 года по МПК A01G7/00 

сл

с

Сущность изобретения: по данным полевых опытов с помощью регрессионного анализа определяют зависимость величины урожайности и питательности сухого вещества от температурного фактора. В качестве температурного фактора используют сумму положительных температур от посева до уборки кормовых культур. Динамика роста урожайности сухого вещества выражается уравнением параболы, изменение питательности - системой линейных уравнений. Срок наступления максимальной продуктивности сухого вещества определяют решением уравнения параболы, а срок поступления максимальной продуктивности по питательному веществу в сухом виде - совместным решением уравнения параболы и соответствующего уравнения прямой 1 ил

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству.

Известен способ расчета продуктивности посевов кормовых культур по переваримому протеину. Для его реализации в качестве исходных данных определяют содержание в почве доступных форм азота, фосфора, калия, их поступление с органическими и минеральными удобрениями, рН почвы, условия тепло- и влагообеспеченно- сти посевов, данные по структуре посевных площадей.

Недостатки этого способа заключаются в том, что расчет урожайности ведется по формуле с большим количеством исходной информации, собрать которую очень сложно. Кроме того, по этому способу нельзя получить информацию о накоплении переваримого протеина кормовыми культурами

в динамике. Способ пригоден только для определения сбора протеина и не годится для определения сбора других питательных веществ.

Наиболее близким к изобретению является способ, по которому период наступления максимальной урожайности кормовой культуры по сухому веществу, кормовым единицам и другим показателям принято определять по данным полевых опытов по установленной фазе развития, в которую кормовая культура достигает максимальной продуктивности по тому или иному показателю.

Для реализации этого способа ставятся полевые опыты. По результатам опытов определяется зависимость урожайности и питательности сухого вещества кормовой культуры от фазы развития. По этим данным

%|

Ј

СП 00

определяют фазы развития, соответствующие максимальной продуктивности культуры по сбору сухого вещества и различных питательных веществ.

Недостатком этого способа является то, что расчеты урожайности ведутся отдельно по каждому показателю, поэтому они получаются громоздкими. У многих культур трудно объективно оценить возраст растений по фазе развития. Например, у редьки масличное цветение продолжается примерно месяц. Причем на одном растении генеративные органы одновременно могут проходить разные фазы развития: бутонизацию, цветение, формирование семян. В таких случаях следует уточнять период, соответствующий наибольшей урожайности в пределах фенологической фазы развития.

Целью изобретения является снижение трудозатрат и повышение точности определения сроков наступления максимальной продуктивности кормовых культур.

Цель достигается тем, что по данным полевых опытов с помощью регрессионного анализа определяется зависимость величины урожайности и питательности сухого вещества от температурного фактора. В первом пиближении динамика роста урожайности сухого вещества выражается уравнением параболы, а изменение питательности -уравнением прямой. В качестве температурного фактора используется сумма положительных температур от посева до уборки кормовых культур. Срок наступления максимальной продуктивности сухого вещества определяется решением уравнения параболы, а срок наступления максимальной продуктивности по питательному веществу в сухом веществе - совместным решением уравнения параболы и соответствующего уравнения прямой.

На чертеже представлены графики зависимости урожайности сырого протеина и сухого вещества, а также содержания сырого протеина в сухом веществе редьки масличной в уборочные фазы развития от суммы положительных температур от посева до уборки.

Из приведенных графиков, видно, что урожайность сухого вещества кормовой культуры (кривая 1) в уборочные фазы развития вначале быстро увеличивается, а затем темпы роста урожайности постепенно снижаются до нуля, и в это время урожайность достигает максимальной величины при накоплении растениями суммы температур равной XL после чего наблюдается небольшое снижение урожайности. Содержание сырого протеина в сухом вещества

(прямая 2} в уборочные фазы развития линейно снижается. Урожайность сырого протеина (кривая 3), подобно урожайности сухого вещества, вначале увеличивается,

достигает максимума, а затем снижается. Но для наступления максимальной продуктивности по сырому протеину растениям требуется значительно меньшая сумма температур Х2.

0 В первом приближении рост урожайности можно описать уравнением параболы, а изменение питательности - системой линейных уравнений для ряда компонентов, характеризующих питательность. Для этого

5 учитывают урожайность и питательность сухого вещества кормовой культуры в динамике в уборочные фазы развития на достаточно большом обьеме выборки. После проведения регрессивного анализа пол0 учается следующая система уравнений:

УС.В % а + вХ + сХ2;(1)

Спр апр + ВпрХ;(2)

Сса аса + всаХ;(3)

Ср ар + BpX;(4)

5 Ск ак + вкХ;(5)

Ск.е Зк.е. + Вк е. X И Т.Д..(6)

где Уев. % - урожайность сухого вещества кормовой клуьтуры в предполагаемый срок уборки в процентах от максимально воз0 можной величины, которую может сформировать данный посев в конкретных условиях (агротехники, обеспеченности светом, питательными веществами и другими факторами роста растений);

5 X - сумма температур (положительных, активных или эффективных) от посева до предполагаемого срока уборки:

Спр, Сса, Ср, Ск, Ск е и т.д. - содержание в сухом веществе протеина, кальция, фосфо0 ра, калия, кормовых единиц и других питательных веществ, %;

а, апр, аса. ар, ак, ак е и т.д. - свободные члены уравнений регрессии;

В, Впр, ВСа, ВР, в К, Вк е И Т.Д. - ПОСТОЯИ5 ные коэффициенты.

Чтобы определить сумму температур необходимую растениям для наступления максимальной продуктивности по сухому веществу, с; едует в уравнении (1) взять пер- 0 вую производную и приравнять ее к нулю Усв % в + 2сХ;(7)

Усе. % -ОприХ -в/2с.(8)

Чтобы определить сумму температур, необходимую растениям для наступления 5 максимальной продуктивности по другому показателю, нужно правые части регрессий роста урожайности сухого вещества и изменения химического состава перемножить, взять от произведения первую производную и приравнять ее к нулю, а из корней

полученного квадратного уравнения выбрать наименьший. Например, динамике роста урожайности сырого протеина имеет вид

Усв.% Спр (а + вХ + cXz) x (а„й+ +вПрХ)аапр + аПрвХ + саПрХ + авПрХ + ввпрХ + св„рХ3.(9)

Возьмем первую производную

(Уев. % х СПр вапр + авпр+2 (сапр + ввПр)

Х + ЗсвпрХ

(10)

Корни многочлена сХ + вХ + а можно найти по формуле

Xi.2

-в ± VB -4 а с

(11)

2с V M

В нашем случае функция достигает максимальной величины при

-2(соПр4ВВягН4сопр+ЕВпр2- 2ВаЛр+аВярсВп 2(Вапр408пр)(2)

Способ реализован на примере определения сроков наступления максимальной . продуктивности редьки масличной по сухому веществу, кормовым единицам, сырому протеину, минеральным питательным веще- ствам.

Пример. Экспериментально установлено, что рост урожайности сухого вещества редьки масличной сорта Радуга в уборочные фазы развития (от начала цветения до конца плодообразования при сумме положительных температур воздуха от посева в пределах 600 - 1500 С) идет по кривой, которую в первом приближении можно описать отрезком параболы по формуле Уев % 0,3236 Х- 0,0001164Х- 129. (13) В то же время изменение содержания питательных веществ в сухом веществе подчиняется следующим зависимостям:

Спр 35,43- 0,0164Х:(14)

Сса - 2,95 - 0.0008Х;(15)

Ср - 0,585 - О.ОООЗХ;(16)

Ск -4,39- 0,0017Х;(17)

Ск.е. 0.914 -0,0001Х.(18)

Срок наступления максимального сбо- ра сухого вещества редьки масличной можно рассчитать из уравнения (13), если взять первую производную и приравнять ее к нулю

Ус.в.% Ус.в.%

0,3236 - 0.0002328Х; 0 при X 0,3236/0,0002328

1390°С.

Динамику сбора сырого протеина у сорта Радуга в уборочные фазы развития

можно вычислить, перемножив правые части уравнений (13) и (14). Получаем уравнение Ус.в. % х Спр - (0.3236Х - 0,0001164Х2 - 129) х (35,43 - 0,0164Х) 11.4651 X - 0,0041141Х2 - 4563,38 - 0.0053070Х2 + 0,00000190896XV + 2,1163Х - 13.5814Х - 0.094211Х2 + 0,00000190896Х3-4563.38.(19)

Возьмем первую производную и приравняем ее к нулю

(Ус.в.% х Спр) 13.58 - 0.01884Х + 0.00000573Х2 - 0.(20)

Максимальный сбор сырого протеина следует ожидать при

5

20

25

303540

45

50

х0,01884

.Ч

0,000355-0,000311 - - 1065 С

0,00001146

Использование предложенного способа дает возможность создать базу данных для ЭВМ и формализовать выбор сроков уборки кормовых культур, значительно сократить объем экспериментальных работ по изучению сроков посева и уборки кормовых культур для разных регионов в системе зеленого и сырьевого конвейеров, а также повысить продуктивность кормовых культур за счет более точного выбора сроков уборки. Формула изобретения Способ определения сроков наступления максимальной продуктивности кормовых культур, заключающийся в определении величины урожайности по сухому веществу и содержания питательных веществ в уборочные фазы развития, отличающийся тем, что, с целью снижения трудозатрат и повышения точности, определяют динамику зависимости величны урожайности кормовых культур по сухому веществу от температурного фактора развития и описывают ее с помощью уравнений параболы, определяют динамику зависимости величины содержания питательных веществ в сухом веществе кормовых культур от температурного фактора и описывают ее с помощью линейных уравнений, причем в качестве температурного фактора используют сумму положительных температур от посева до уборки кормовых культур, при эхом срок наступления максимальной продуктивности кормовых культур по сухому веществу определяют решением уравнений параболы, а срок наступления максимальной продуктивности по питательному веществу в сухом веществе -совместным решением уравнения параболы и соответствующего уравнения прямой.

55

эь

600 803ЮЗСХг 2GCO 1400

L50