Биомасса растений на 90-96% состоит из орг в-ва, образующегося в процессе фотосинтеза, поэтому практическая реализация метода программирования урожаев заключается в оптимизации фотосинтетической деятельности посевов.
Расчеты основаны на составлении баланса, одна сторона которого приходная – приход ФАР на единицу площади, вторая (расходная) – количество энергии, накопленное урожаем биомассы на этой же площади.
В областях Северного Казахстана ФАР выше 5 С составляет 14,4-15,1 млрд. кДж/га. а в Южном 18,2-18,9.
Расчет потенциальной урожайности по приходу ФАР осуществляется в следующем порядке: устанавливается фактическая продолжительность вегетационного перида культуры, затем суммируются помесячные значения ФАР за весь вегетационный период.
Величина энергии, запасенной в урожае сухого вещества (Qур), определяется по формуле Qур= У*С,
где У – урожайность сухой биомассы, кг/га;
С – калорийность сухой биомассы, кДж.
Для приближенных расчетов калорийность сухой биомассы растений можно принимать как усредненную: в 1 кг 16760 кДж.
Приходная и расходная часть баланса выглядит следующим образом:
Qфар *Кфар = У * С * 100,
Где Qфар – приход ФАР за период вегетации культуры, кДж/га;
Кфар – коэффициент использования кпдфар
У-урожайность абсолютно сухой биомассы, кг/га
С – калорийность сухого вещ-ва, кДж/кг сухой биомассы.
Таким образом, приходная часть баланса – поступление ФАР на 1 га за период вегетации культуры в Дж, с учетом ее использования посевами Кфар, расходная часть хар-т количество аккумулированной энергии растениями на 1 га посева (У * С) в кДж.
В этом случае уровень урожайности можно рассчитать по формуле, выведенной из баланса:
У – (Qфар* Кфар)/ (С* 100)
В производственных условиях Северного Казахстана величина Кфар (КПД ФАР) составляет в среднем у разных культур 0,3-1,0% и только при орошении достигает величины 1,5-2,5%. А.А. Ничипорович все посевы по КПД ФАР разделил на следующие группы: обычно наблюдаемые – 0,5-1,5%; хорошие – 1,5-3,0%; рекордные – 3,5-5,0%; теоретически возможные – 6,0-8,0%. При расчете принимается влажность по зерновым культурам (зерно) 14%; многолетним и однолетним травам (зеленая масса) 65-80%, многолетним и однолетним травам (сено) 16%, зеленая масса кукурузы, сорго, подсолнечника (на силос) 75-85%.
Расчет ДВУ по влагообеспеченности основан на составлении баланса по Алпатьеву А.М., приходная часть которого – суммарное водопотребление, вторая часть (расходная) – затраты воды на формирование урожая с единицы площади: Св = ДВУ * Кв, где Св – суммарное водопотребление, м3 /га; Кв - коэффициент водопотребления, м3 /ц продукции (зерно, сухое вещество). Суммарное водопотребление (расходная часть баланса) характеризует фактические затраты воды в мм или м3 на формирование урожая культуры с 1 га в течение вегетационного периода, с учетом транспирации растений и испарения с поверхности почвы. Приходная часть баланса суммарного водопотребления может рассчитываться двумя основными методами. Первый метод основан на том, что берутся фактические запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом, прибавляется ожидаемое количество влаги в течение вегетационного периода (по средним многолетним данным метеостанции по этому пункту) и вычитается примерное количество остаточной влаги. Значение этого показателя в неполивном земледелии и в зависимости от культур и условий года может колебаться от 0 до 10-20 мм, при орошении - 40-80 мм. Таким образом, все показатели, рассмотренные выше, можно представить в виде формулы: Св = Вп + Во – Вост, где Вп – запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, мм или м 3 /га; Во - суммарное количество осадков за вегетационный период культуры, мм или м3 /га; Вост, - остаточная влага – неиспользованное количество продуктивной влаги и оставшееся после созревания или уборки посевов, мм или м 3 /га. Поскольку суммарное водопотребление – расходная и приходная часть должны быть равными между собой, в развернутом виде баланс будет выглядеть в следующем виде: ДВУ * Кв = Вп + Во - Вост. При орошении включается дополнительно показатель «оросительная влага» (Вор). В этом случае баланс будет иметь следующий вид: ДВУ * Кв = Вп + Во + Вор – Вост, при этом следует учитывать, что остаточная влага на поливе для нормального роста растений до уборки (конца вегетации) или перед уходом в зиму (многолетние травы) должна быть на уровне 40-50 мм в метровом слое почвы.
