Представлены результаты аппроксимации функций распределения ассимилятов по органам озимой пшеницы сорта Поволжская 86, оттока биомассы из вегетативных органов и уменьшения доли зеленой площади надземных органов. Приведена оценка точности моделирования урожайности с использованием определенных биологических функций. Определена величина средней биологической продуктивности озимой пшеницы в условиях Среднего Поволжья, а также уровня статистически стабильных урожаев с учетом структуры временного ряда.
биоклиматический потенциал, биологическая продуктивность, моделирование продукционного процесса, биологические функции.
Введение. В современных условиях в связи с переходом к адаптивной системе ведения сельского хозяйства, применением точного земледелия, поиском и отработкой ресурсосберегающих приемов возделывания культур большое значение придается повышению эффективности использования в сельском хозяйстве природного потенциала территории. В связи с этим повышаются и требования к качеству и точности его оценки [1, 2], в том числе и оценки биоклиматического потенциала (БКП).
Согласно определению [3], БКП – это агроклиматический показатель биологической продуктивности в баллах. Его оценка напрямую связана с количественной характеристикой и анализом пространственно-временной изменчивости биологической продуктивности сельскохозяйственных культур [4]. В Среднем Поволжье оценка потенциала территории, как правило, осуществляется относительно зерновых культур с учетом хорошего соответствия комплекса имеющихся природных ресурсов территории их потребностям в факторах внешней среды, адаптационной способности растений и стрессоустойчивости в складывающихся условиях, а также ввиду исключительной важности этих культур для пищевой промышленности и кормопроизводства.
Использование для оценки БКП фактических урожаев культур за многолетний период (20-30 лет) затруднено в связи с низким уровнем агротехники в производственных посевах и слабой эффективностью использования растениями почвенно-климатических ресурсов (в среднем 60-80 % относительно хозяйств научных учреждений с высокой технологией возделывания). Это приводит к заниженным и недостоверным результатам оценки потенциала территории. Возникает необходимость расчета биологического урожая сельскохозяйственных культур в заданных почвенно-климатических условиях с учетом всевозможных сочетаний метеорологических факторов в ходе вегетационного периода.
Существующие эмпирико-статистические зависимости, физико-статистические модели урожайности [5] сравнительно просты в реализации, но результат их работы недостаточно полно характеризует потенциал территории, поскольку они отражают влияние погоды лишь на итог продукционного процесса растений – урожайность, а не на процесс ее формирования. Часть временной вариации влияющих факторов, а также сложный и изменяющийся в процессе вегетации характер взаимодействия растений с внешней средой в этом случае не попадают в поле зрения исследователя, показатели статистической устойчивости оценки оказываются искаженными.
Более полными и физически обоснованными, а потому и более информативными являются динамические модели, которые в имитационном режиме воспроизводят формирование урожая как процесс пошагового накопления биомассы растений в задаваемых условиях [6, 7]. Эти модели основываются на положениях теории продукционного процесса растений и при расчете урожайности учитывают как физические процессы энерго- и массообмена в системе «почва-растение-атмосфера», так и основные физиологические процессы растений (фотосинтез, дыхание, рост, развитие) с учетом регуляции их интенсивности факторами внешней среды.
Целью исследований является выявление и изучение биоклиматического потенциала территории на основе динамического моделирования биологической продуктивности сельскохозяйственных культур.
1. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России (теория и практика). М.: Агрорус, 2004. 1110 с.
2. Клещенко А.Д. Агрометеорологическое и агроклиматическое обеспечение аграрного сектора экономики России в современных условиях: Труды ВНИИСХМ. 2007. Вып. 36. С. 3-25.
3. Толковый словарь по сельскохозяйственной метеорологии / под ред. Грингофа И.Г., Шамена А.М. и др. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 471 с.
4. Гордеев А.В., Клещенко А.Д., Черняков Б.А., Сиротенко О.Д. Биоклиматический потенциал России: теория и практика. М.: Товарищество КМК, 2006. 512 с.
5. Жуков В.А., Полевой А.Н., Витченко А.Н., Даниелов С.А. Математические методы оценки агроклиматических ресурсов. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 207 с.
6. Полуэктов Р.А., Смоляр Э.И., Терлеев В.В., Топаж А.Г. Модели продукционного процесса сельскохозяйственных культур. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2006. 396 с.
7. Моделирование роста и продуктивности сельскохозяйственных культур / под ред. Ф.В.Т. Пеннинга де Фриза, Х.Х Ван Лара. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 320 с.
8. Самарский статистический ежегодник: стат. сб. – Самара: Самарастат, 2010. 357 с.
9. Сиротенко О.Д. Математическое моделирование вводно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 167 с.
10. Скворцов М.Ю., Самохвалова Е.В. Математическое моделирование влагообеспеченности ячменя в Среднем Поволжье: межвузовский тематический сборник трудов «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ». СПб.: СПбГАСУ, 1996. С. 97-102.
11. Кумаков В.А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы. М.: Колос, 1985. 270 с.
12. Глуховцев В.В., Кириченко В.Г., Зудилин С.Н. Практикум по основам научных исследований в агрономии. – М.: Колос, 2006. 240 с.
13. Глуховцев В.В., Зудилин С.Н., Кириченко В.Г. Основы научных исследований в агрономии. – Самара: РИЦ СГСХА, 2008. 291 с.
14. Устименко А.С., Данильчук П.В., Гвоздиковская А.Т. Корневые системы и продуктивность сельскохозяйственных растений / под ред. Городнего Н.Г. К.: Урожай, 1975. 368 с.
15. Самохвалова Е.В. Восстановление временных рядов метеовеличин на основе их климатических характеристик применительно к моделированию урожаев // Известия Самарской ГСХА. 2012. №4. С. 45-49.
16. Четвериков Ф.П., Денисов Е.П., Панасов М.Н., Косачев А.М. Оценка соответствия биологических особенностей озимой пшеницы абиотическим факторам //Нива Поволжья. 2012. № 2. С. 45-50.
17. Юркеева Н.У., Пинчук Л.Г., Кондратенко Е.П., Сигачева М.А. Анализ и некоторые перспективы производства зерна пшеницы в Кемеровской области//Достижения науки и техники АПК. 2012. № 11. С. 17-19.
18. Комаров Н.М., Дридигер В.В. К вопросу о сроках сева озимой пшеницы//Достижения науки и техники АПК. 2013. № 10. С. 34-35.
19. Дубовик Д.В., Виноградов Д.Ю. Погодные условия зимнего периода и урожайность озимой пшеницы//Достижения науки и техники АПК. 2013. № 5. С. 23-24.
20. Нецветаев В.П., Бондаренко Л.С., Рыжкова Т.А.Новый подход к оценке пшеницы качества зерна мягкой//Достижения науки и техники АПК. 2012. № 9. С. 24-27.
