Его влияние на величину и качество урожая
Обновлено: 05.10.2024
Урожай и урожайность — важнейшие результативные показатели растениеводства и сельскохозяйственного производства в целом. Урожай характеризует общий объем производства продукции данной культуры, а урожайность — продуктивность этой культуры в конкретных условиях ее возделывания. Под урожайностью подразумевается средний размер той или иной продукции растениеводства с единицы посевной площади данной культуры (обычно в центнерах с гектара). Урожайность зерновых культур зависит от многих факторов: технологии выращивания, климата, сорта и других факторов, прежде всего от плодородия почвы и погодных условий. Если недостаток питательных веществ можно компенсировать внесением удобрений, то корректировать погодные условия очень сложно. В настоящие время все большее распространение получает интенсивная технология возделывания. Интенсивная технология - это система обязательных для выполнения мероприятий, охватывающих весь процесс получения высокого урожая конкретной культуры, включая высокую дисциплину труда, тонкое знание физиологии растений, строжайшую технологическую дисциплину. Она предусматривает наиболее эффективное использование комплекса всех факторов, определяющих формирование урожая с/х культур и его качество: обработка почвы, система удобрений, правильный севооборот, интегрированная система защиты растений с помощью агротехнических, биологических и химических методов, мелиоративные приемы регулирования почвенного плодородия и водного режима, применение высокоурожайных сортов и современных технологических средств.
Динамику урожайности зерновых культур можно увидеть из следующей таблицы.
Качеством продукции называют совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.
Так, лен-долгунец оценивают по выходу длинного волокна, сахарную свеклу – по содержанию сахара, картофель – крахмала, рапс – масла и т. д.
В настоящее время качество должно включать также анализ на безопасность продукции растениеводства, так как кроме основных органических соединений, представляющих огромную питательную ценность (белков, жиров, углеводов, витаминов и др.), растение может содержать нежелательные соединения и включения (нитраты, тяжелые металлы, радионуклиды и т. д.).
Под биологическим качеством растений подразумевается сумма показателей их химического и биохимического состава, обусловливающих нормальный обмен веществ у животных и человека, поедающих растительную пищу. Правильное применение удобрений должно улучшать или, по крайней мере, не ухудшать биологическое качество растениеводческой продукции при увеличении урожайности до возможных пределов.
Так как сельское хозяйство производит в основном продукты питания для человека, высокое качество его продукции – важнейшая задача агрохимии. В зависимости от условий выращивания содержание белка в пшенице может колебаться от 9 до 25 %, крахмала в картофеле – от 10 до 24, сахара в сахарной свекле – от 12 до 22 %, количество жира в семенах масличных культур, сахаров и витаминов в плодах и овощах может изменяться в 1,5–2 раза. Условия внешней среды (температура, влажность почвы и воздуха, свет, почвенные условия и др.) влияют на интенсивность протекающих в растениях процессов.
Наиболее сильное влияние на качество растениеводческой продукции оказывают разнонаправленные процессы – биосинтез белков и других азотистых соединений и биосинтез углеводов или жиров. При усилении биосинтеза белков уменьшается синтез углеводов или жиров, и наоборот.
С помощью удобрений можно изменять направленность процессов обмена веществ и регулировать накопление в растениях полезных для человека веществ – белков, крахмала, сахаров, жиров, витаминов и др. О влиянии основных элементов питания на биохимические процессы,
протекающие в растениях, уже рассказывалось раннее. Остановимся на роли основных видов удобрений в регулировании качества растениеводческой продукции.
Азот входит в состав всех простых и сложных белков, нуклеиновых кислот, играющих исключительно важную роль в обмене веществ в организме. Он содержится также в хлорофилле, фосфатидах, алкалоидах, ферментах и во многих других органических веществах растительных клеток. В начальный период роста растения потребляют сравнительно небольшое количество азота, однако недостаток его в этот период отрицательно сказывается на дальнейшем росте растений. Наиболее интенсивно растения поглощают азот из почвы для синтеза аминокислот и белков в период максимального роста и образования вегетативных органов. На качество растениеводческой продукции влияют формы азота, используемые растениями. При аммиачном питании обмен веществ смещается в сторону накопления большего количества восстановленных соединений (эфирных масел, алкалоидов), а при нитратном источнике азота усиливается образование окисленных соединений, главным образом органических кислот.
Фосфор участвует в синтезе и распаде сахарозы, крахмала, белков, жиров и многих других соединений, он входит в состав органических веществ растений, таких, как фитин, лецитин, сахарофосфаты. Под влиянием фосфорных удобрений возрастает интенсивность синтеза сахарозы, крахмала, жиров, несколько меньше – белков. Для качества продукции важно не только абсолютное количество фосфора, но и его соотношение с другими элементами питания, в первую очередь с азотом. Изменяя соотношение N:P, можно регулировать интенсивность, а также направленность процессов обмена, способствуя накоплению в растениях белков или углеводов.
Под влиянием калия усиливается накопление крахмала, сахарозы и жиров. Калий усиливает синтез высокомолекулярных углеводов (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества), в результате чего утолщаются клеточные стенки стебля злаковых культур и повышается устойчивость их к полеганию, у льна улучшается качество волокна. У некоторых растений калий усиливает синтез таких витаминов, как тиамин и рибофлавин. При аммиачном питании растений калий может способствовать синтезу белков.
Одна из важнейших качественных характеристик сельскохозяйственной продукции – содержание белка. Недостаток белка (суточная потребность человека 70–100 г) приводит к нарушению обмена веществ, расстройству нервной системы, снижается резистентность организма. При кормлении скота по рационам, не сбалансированным по белку, понижается продуктивность животных, перерасходуются корма.
Основным источником растительного белка в наших климатических условиях являются зерновые колосовые и зернобобовые культуры.
При внесении азотных удобрений содержание белка в зерне озимой пшеницы в исследованиях Института почвоведения и агрохимии возрастало на 4,3 %, в ячмене – на 2,3 %, в опытах БелНИИЗК в зерне озимой ржи оно увеличивалось на 1,4–2,5 %.
Имеются данные, что на содержание белка в зерне озимых и яровых зерновых культур существенное влияние оказывают подкормки растений азотом в период начала колошения растений. Азот, поступающий в растения в эту фазу, используется в основном для образования семян, в результате чего содержание азота в них повышается и синтез белков происходит более интенсивно. При оптимальных условиях минерального питания среднее содержание белка в почвенно-климатических условиях республики составляет в зерне озимой пшеницы 12,5–13 %, озимой ржи – 9–10, ячменя – 10–13, овса – 10–11,5 %.
Важное значение для характеристики качества зерна имеет аминокислотный состав белка. Многие аминокислоты синтезируются в организме человека и животных, но восемь из 20 известных аминокислот являются для человека незаменимыми (не могут синтезироваться в его организме) и должны поступать с пищей. Это триптофан (суточная потребность человека 1,1 г), фенилаланин (4,4 г), метионин (3,8 г), лизин (5,2 г), валин (3,8 г), треонин (3,5 г), изолейцин (3,3 г), лейцин (9,1 г). Недостаток в пище такой аминокислоты, как лизин, вызывает тошноту, головную боль, головокружение, повышает чувствительность к шуму. Отсутствие или недостаток метионина нарушает нормальную деятельность печени, некоторых желез внутренней секреции. Метионин препятствует развитию атеросклероза. При недостатке триптофана ухудшается аппетит.
Белки различных культур существенно различаются по аминокислотному составу. Например, в белке зерновых злаков меньше содержится лизина и триптофана, в белке семян бобовых культур недостаточно метионина, картофеля – валина.
Таблица 1. Влияние азотных удобрений и микроэлементов на качество белка ячменя
В исследованиях Института почвоведения и агрохимии под влиянием азотных удобрений (60–120 кг/га) количество незаменимых аминокислот в зерне озимой пшеницы возрастало на 3,3–8,9 мг/кг, или на 13–36 %, ячменя (N60–150) – на 2,6–6,4 мг/кг, или на 9–22 %.
Ценным источником растительного белка являются зернобобовые культуры, которые содержат азотистых веществ больше и лучшего качества, чем злаковые. Так как бобовые культуры фиксируют атмосферный азот, качество их продукции можно регулировать, варьируя дозы фосфорных и калийных удобрений (азот можно вносить в небольших дозах – 15–30 кг/га – для ускорения образования клубеньков в начале роста растений), а также внесением микроэлементов, в первую очередь молибдена. Молибден улучшает азотное питание растений, увеличивает потребление фосфора, калия и кальция из удобрений и почвы.
Результаты исследований по влиянию калия на содержание белка в зерне довольно противоречивы. Обобщение данных полевых опытов позволяет сделать вывод, что на характер воздействия калийных удобрений на содержание белка в зерне оказывают влияние гранулометрический состав почвы, степень кислотности, запас подвижных форм калия, фосфора и азота. Положительное влияние калийных удобрений на содержание белка чаще проявляется на почвах с низким содержанием калия, а также при благоприятном соотношении с азотными удобрениями.
В большинстве исследований, проведенных в различных почвенноклиматических условиях, применение азотных удобрений снижало содержание крахмала. По мнению одних авторов, это связано с неполной физиологической зрелостью клубней (В. А. Сухоиванов), другие (А. С. Вечер, М. Н. Гончарик) называют в качестве причины увеличение крупных клубней в урожае, которые содержат меньше крахмала, чем клубни средней величины.
Фосфорные удобрения чаще положительно влияют на накопление крахмала в картофеле. В опытах Ю. И. Касицкого и Л. П. Детковской при внесении 60–90 кг/га фосфорных удобрений на азотно-калийном фоне содержание крахмала повышалось на 0,2–0,8 %. Сильнее на крахмалистость клубней влияют калийные удобрения, так как при недостатке калия замедляется превращение углеводов в крахмал. Однако многое зависит от формы калийных удобрений. Хлорсодержащие их формы снижают содержание крахмала, поэтому под картофель лучше использовать бесхлорные формы калийных удобрений, а содержащие хлор следует вносить осенью. В исследованиях Института почвоведения и агрохимии замена хлористого калия сернокислым при прочих равных условиях увеличивала содержание крахмала в клубнях картофеля сорта Орбита на 0,6 % при одинаковом влиянии на урожайность.
Важной качественной характеристикой картофеля, овощных и кормовых культур является содержание нитратов. Азот, поступающий в растения в нитратной форме, восстанавливается до аммиака и при достаточном количестве углеводов участвует в образовании первичных аминокислот – аспарагиновой и глутаминовой. Невосстановленная часть нитратного азота может откладываться в клубнях, корнеплодах, листовых черешках и т. д. Накоплению нитратов способствуют избыточные дозы азотных удобрений, поздние сроки их применения, несбалансированное минеральное питание, а также метеорологические условия – недостаточная освещенность и низкая влажность почвы. Следовательно, накоплению нитратов препятствуют: оптимизация азотного питания растений, сбалансированное соотношение между азотом, фосфором и калием и достаточная обеспеченность растений микроэлементами, в первую очередь бором и молибденом, которые улучшают углеводный и белковый обмен.
Технологические свойства пшеницы зависят от содержания белка и еще в большей мере от физико-химических свойств клейковины белков. Способность белков пшеницы образовывать клейковину явилось причиной того, что пшеница заняла главное место среди злаков в питании человека. В исследованиях кафедры агрохимии максимальное накопление клейковины в зерне озимой пшеницы (31,9 %) отмечено при комплексном применении дробного внесения азотных удобрений с медью и фунгицидом на фоне фосфорных и калийных удобрений. Достаточно высокое содержание клейковины (31,1 %) отмечено в варианте с применением N19P70K100 + N50 + N30 КАС с Витамаром З + Рекс Т (табл. 2).
Таблица 2. Влияние раздельного и совместного применения средств химизации на качество зерна озимой пшеницы (среднее за 3 года)
В опытах кафедры агрохимии УО БГСХА на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве с озимой пшеницей установлено, что максимальное содержание сырого белка в зерне (13,3–13,5 %) и сырой клейковины (30,6–31,1) отмечено при применении медных удобрений с регуляторами роста МикроСил Медь и МикроСтим Медь на фоне N20P64K140 + N70 + N40+ N40 (табл. 3).
Таблица 3. Влияние макро- и микроудобрений на качество озимой пшеницы сорта Богатко в среднем за 2012–2014 гг.
Содержанием сахаров определяется техническая ценность сахарной свеклы и питательная многих овощных культур. На содержание сахаров и другие показатели качества этих культур влияют виды, дозы, сроки и способы внесения удобрений. В опытах Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси установлено негативное влияние высоких доз азотных удобрений на сахаристость и технологические качества сахарной свеклы. Максимальные дозы азотных удобрений не должны превышать 130–150 кг/га. Избыточное азотное питание приводит к накоплению альфа-аминного азота в корнеплодах и снижению чистоты клеточного сока, что в результате уменьшает выход сахара.
Влияние фосфорных удобрений на урожайность и сахаристость в значительной степени зависит от содержания в почве подвижных форм фосфора: если оно невысоко, фосфорные удобрения оказывают положительное действие. По обобщенным данным, при оптимальных дозах фосфорные удобрения повышают сахаристость корнеплодов сахарной свеклы на 0,6–1,3 %, калийные – на 0,3–1,4 и борные – 0,3 %.
Основной источник растительных жиров – масличные культуры (рапс, горчица, подсолнечник). На повышение масличности семян существенное влияние оказывают фосфорные и калийные удобрения. Внесение этих удобрений может повысить содержание жира в семенах на 2–4 %. Качество масла тем выше, чем больше оно содержит ненасыщенных жирных кислот. Под действием азотных удобрений количество ненасыщенных жирных кислот уменьшается, а фосфорных и калийных увеличивается.
Азот - элемент образования органического вещества. Регулирует рост вегетативной массы. Определяет уровень урожайности.
Фосфор - элемент энергетического обеспечения (АТФ, АДФ). Активизирует рост корневой системы и закладки генеративных органов. Ускоряет развитие всех процессов. Повышает зимостойкость.
Калий - элемент молодости клеток. Сохраняет и удерживает воду. Усиливает образование сахаров и их передвижение по тканям. Повышает устойчивость к болезням, засухе и заморозкам.
Мезоэлементы
(их вынос с урожаем исчисляется в килограммах на тонну продукции)
Магний - повышает интенсивность фотосинтеза и образование хлорофилла. Влияет на окислительно-восстановительные процессы. Активирует ферменты и ферментативные процессы.
Кальций - стимулирует рост растения и развитие корневой системы. Усиливает обмен веществ, активирует ферменты. Укрепляет клеточные стенки. Повышает вязкость протоплазмы.
Сера - Участвует в азотном и белковом обменных процессах, входит в состав аминокислот, витаминов и растительных масел. Влияет на окислительно-восстановительные процессы.
Микроэлементы
(их вынос с урожаем исчисляется в граммах на тонну продукции)
Железо - Регулирует фотосинтез, дыхание, белковый обмен и биосинтез ростовых веществ – ауксинов.
Медь - Регулирует дыхание, фотосинтез, углеводный и белковый обмен. Повышает засухо -, морозо -, и жароустойчивость
Цинк - Регулирует белковый, липоидный, углеводный, фосфорный обмен и биосинтез витаминов и ростовых веществ - ауксинов.
Бор - Регулирует опыление и оплодотворение, углеводный и белковый обмен. Повышает устойчивость к болезням.
Молибден - Регулирует азотный, углеводный и фосфорный обмен, синтез хлорофилла и витаминов, стимулирует фиксацию азота воздуха.
СОДЕРЖАНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В СОБРАННОМ УРОЖАЕ
(макроэлементы – кг, микроэлементы – г)
Элементы минерального питания
Средний вынос элементов минерального питания из почвы с урожаем
Озимая пшеница
(зерно, солома)
урожай зерна 40 ц/га
Кукуруза
(зерно, стебли)
урожай зерна 70 ц/га
Сахарная свекла (корни, ботва)
урожай корней 400 ц/га
Макро- и мезо- элементы ( кг/га )
Микроэлементы ( г/га )
Все элементы минерального питания тесно связаны между собой участием в единых процессах, но роль каждого из них строго специфична. Роль микроэлементов в получении высоких и полноценных урожаев сельскохозяйственных культур столь же велика и не менее значима, сколь и основных элементов минерального питания – азота, фосфора, калия, кальция, серы и магния.
Однако химический анализ почвы на содержание доступных растениям форм микроэлементов, в силу двух основных причин, нельзя считать реально отражающим необходимую потребность растений.
Первая. Большинство исследователей под этим термином подразумевают все формы и количество микроэлементов, переходящих в любую вытяжку: водную, солевую, в разбавленные сильные минеральные и слабые органические кислоты, щелочи и другие растворы. При этом часто между подвижными и доступными растениям формами микроэлементов не делают различий. При сопоставлении же размеров потребления микроэлементов растениями с их количеством в почве, извлекаемым агрессивными вытяжками, можно сделать вывод, что растениями используется менее 1% извлекаемых из почвы микроэлементов. Поэтому следует проявлять известную осторожность при оценке обеспеченности почв усвояемыми формами микроэлементов. (Академик ВАСХНИЛ Б.А. Ягодин).
Вторая. Даже на почвах с высоким содержанием микроэлементов, растения в силу различных причин могут испытывать голодание от недостатка тех или иных элементов. Фактически любые почвенно-климатические условия могут влиять на подвижность и усвояемость микроэлементов растениями.
Факторы, снижающие подвижность и усвоение элементов минерального питания растениями
Железо - Высокая влажность или переувлажнение почвы, обилие Р и недостаток К в почве, низкая или высокая температура, избыток растворимых солей тяжелых металлов в кислых почвах, плохая аэрация, высокое содержание органического вещества.
Марганец - Сухая погода, низкая температура почвы, низкая интенсивность освещения, высокое содержание ионов Р, Fe, Cu, Zn, в почве, высокое содержание органического вещества.
Цинк - Высокие дозы фосфорных и азотных удобрений, обильное известкование, низкая температура, уплотненная почва, низкое содержание органического вещества.
Медь - Высокая концентрация ионов Р, N и Zn в почве, избыток растворимых соединений тяжелых металлов в почве, жаркая погода, высокое содержание органического вещества.
Бор - Засуха, избыточная влажность, интенсивное освещение, изобилие азотных и калийных удобрений.
Молибден - Высокое содержание ионов Mn, Fe и Cu, и сульфат-ионов в почве, высокие дозы нитратного азота, высокое содержание органического вещества.
Оптимальная кислотность почвы для наилучшей доступности растению микроэлементов
Вопрос о плодородии почв стоит очень остро. Для улучшения структуры грунта используются различные меры. Одно из них – внесение минеральных удобрений. Правильный подход к такому процессу позволит не только увеличить урожайность, но и повысить питательные качества возделываемых культур.
СОДЕРЖАНИЕ:
Влияние минеральных удобрений на урожайность
Вопрос о плодородии почв стоит очень остро. Для улучшения структуры грунта используются различные меры. Одно из них – внесение минеральных удобрений. Правильный подход к такому процессу позволит не только увеличить урожайность, но и повысить питательные качества возделываемых культур.
Минеральное удобрение для рассады овощей
Минеральное удобрение для капусты и огурцов
Минеральное удобрение для овощей
Азотные удобрения
Азот – крайне важный элемент для растений. Поводом для его внесения в грунт являются наличие бледно-желтых листьев и снижение роста культуры. Азот вносится прямо в почву:
- Во время весенней перекопки. Для этого используется мочевина. Этот продукт на 46% состоит из азота, поэтому является отличным источником этого важного элемента.
- В растворенном виде при поливе. Используется аммиачная селитра. Она состоит на 26% – 34% из азота. Это удобрение может вноситься в почву весной и без растворения в воде.
Внесение азота скажется на растении уже через пару дней. Стебли культур станут крепкими, начнется прирост зеленой массы. Азот хорошо сказывается и на таких важных процессах, как цветение и образование плодов. Культуры, выращенные на удобренной азотом почве, получат больше белка. Что отражается на вкусе их плодов.
Преимуществами удобрения азотом являются:
- Можно вносить в почвы практически всех типов.
- Обеспечение ускоренного роста растений.
- Повышение урожайности и качества плодов.
Азот вносят в период наращивания растениями зеленой массы. Когда плоды уже начнут завязываться, внесение аммиачной селитры или мочевины нецелесообразно. Передозировка азотом приводит к задержкам в развитии растения. Фаза цветения может наступить позднее оптимальной даты.
Фосфорные удобрения
Фосфор используется растениями для различных обменных процессов. Он участвует в синтезе углеводов и входит в состав клеточного ядра. Нехватка фосфора скажется на развитии и плодоношении растений. Особенно необходим этот элемент для:
- бобовых,
- зерновых,
- ягодных,
- овощных культур.
Особенностью этого типа удобрений является то, что передозировки фосфором добиться практически невозможно. Растения усвоят только необходимое им количество фосфора.
Калийные удобрения
Не менее важным микроэлементом для питания растений является калий. Он положительным образом влияет на урожайность и качество плодов. Калий ускоряет созревание урожая и повышает стойкость сельскохозяйственных культур к заболеваниям, засухе и низким температурам.
Основными источниками этого элемента для растений являются хлористый калий и сульфат калия. Эти концентрированные удобрения также содержат и другие важные элементы, повышающие в растениях количество витаминов и важных нутриентов.
Калий крайне важен всем сельскохозяйственным культурам, но в особенности картофелю. Необходимо вносить калий в места, регулярно использующихся для выращивания этой культуры. Его вносят при весенней обработке почвы.
Влияние доз минеральных удобрений на урожайность овощных культур
Чтобы получить большой урожай вкусных овощей и фруктов, необходима плодородная земля. С каждой новой посадкой сельскохозяйственные культуры выбирают из почвы все полезные вещества. Задачей агронома является обновление структуры почвы за счет внесения в нее удобрений. Но во время такого процесса необходимо уделить большое внимание балансу фосфора, азота и калия. Если допустить передозировку удобрений, то это приведет к обратному эффекту. Растения даже могут погибнуть. Важно учесть еще и то, что неправильное внесение удобрений – деньги на ветер.
Автор: Демин Сергей,
Специалист в области органических и минеральных удобрений
ЯРОВАЯ ПШЕНИЦА / ПИВОВАРЕННЫЙ ЯЧМЕНЬ / ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫЙ ОВЕС / ВКЛАД ФАКТОРОВ / ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ / УДОБРЕНИЯ / СОРТ / BREWER'S BARLEY / GRAIN YIELD / SPRING WHEAT / FOOD OATS / CONTRIBUTION OF FACTORS / WEATHER CONDITIONS / FERTILIZERS / VARIETIES
Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Завалин А. А., Пасынкова Е. Н., Пасынков А. В.
Приведены сведения о вкладе фиксированных (минеральные удобрения , сорт ) и случайного (гидротермические условия в период вегетации) факторов в формировании урожая и основных показателей качества зерна яровой пшеницы , пивоваренного ячменя и продовольственного овса. Установлено, что вклад погодных условий вегетационного периода в формирование урожая изученных культур составляет25. 55 %, минеральных удобрений 33. 50 %, сорта от 1 до 15 %. Содержание белка в зерне изученных злаков и сырой клейковины у пшеницы, кроме погоды (7,51. 57,00 %), в основном определяется применением удобрений , в частности, азотных (14,7. 46,1 %) и др. Приведенные данные показывают только основные тенденции влияния названных факторов в конкретных условиях вегетации, степень влияния которых может изменяться с расширением интервала доз и соотношений минеральных удобрений , набора изучаемых сортов и удлинением периода наблюдений.
Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Завалин А. А., Пасынкова Е. Н., Пасынков А. В.
Формирование пивоваренных свойств зерна ячменя сорта Михайловский в зависимости от уровня азотного питания при выращивании на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве
Влияние гидротермических условий на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в лесостепи Новосибирского Приобья
THE CONTRIBUTION OF FACTORS TO YIELD FORMATION AND BASIC QUALITY TRAITS OF SPRING CEREALS
The data on the contribution of fixed (mineral fertilizers , variety) and random (hydrothermal conditions of growth season) factors to formation of yield and basic quality traits of grain of spring wheat , brewer's barley, and food oats are given.
земель с помощью нейронной экспертной системой, интегрированной с ГИС, позволяет получать адекватные результаты. Ее можно использовать для картографирования засоленных, эрозионных и других земель. В этом случае возникает задача сбора исходных сведений, перенастройки базы знаний и настройки работы НЭС. Обученная многослойная нейронная
сеть по существу универсальна и способна проводить нелинейное преобразование исходной нечеткой информации о земельных участках. В этом смысле она должна выступать как сложное нелинейное устройство в составе автоматических систем картографирования сельскохозяйственных земель и управления нелинейными динамически развивающимися объектами.
1. Заде Л.А. Тени нечетких множеств. Пер. с англ. В.Л. Стефанюка //Проблемы передачи информации. - М., 1966. - Том II. - Вып. 1. - С. 37-44.
2. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях// Вопросы анализа и процедуры принятия решений: Сб. переводов/Под ред. И.Ф. Шахнова. - М.: Мир, 1976. - С. 172-215.
3. Круглов В.В., Дли М.И. Интеллектуальные информационные системы. Компьютерная поддержка систем нечеткой логики и нечеткого вывода. - М.: Физматлит, 2002. - 254 с.
4. Круглов В.В., Дли М.И., Голунов Р.Ю. Нечёткая логика и искусственные нейронные сети. - М.: Физматлит, 2001. - 221 с.
5. Новак В., Перфильева И., Мочкрож И. Математические принципы нечёткой логики. - М.: Физматлит, 2006. - 352 с.
6. Asakura Toshiyuki A., Iida Yasutomi Nihon kikai gakkai ronbunshu// Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. C. 2003.69. - № 687. - C. 2872-2879.
7. Chun-Chieh Y., Prasher S. O., Landry J.-A., Ramaswamy H. S. Development of a herbicide application map using artificial neural networks and fuzzy logic //Agricultural Systems, Vol. 76, Issue 2, May 2003. - P. 561-574.
8. Han Min, Cheng Lei, Meng Hua Application of four-layer neural network on information extraction // Neural Networks, 2003. 16. - № 5-6. - P. 547-553.
9. Rodan John, Franklin Janet, Stow Doug, Miller Jennifer, Woodcock Curtis, Roberts Dar Mapping land-cover modification over large areas: a comparison of machine lerarning algorithms // Remote Sens. Environ, 2008. 112. - № 5. - P. 2272-2283.
10. Саймон Х. Нейронные сети: полный курс = Neural Networks: A Comprehensive Foundation. - М.: Вильямс, 2006. - 1104 с.
11. Комарцова Л.Г. Использование нейросетевых методов для решения задач проектирования вычислительных систем. - М.: Изд-во МГТУ, 2000. - 70 с.
AUTOMATED CARTOGRAPHY OF THE AGRICULTURAL LANDS WITH THE NEURON EXPERT SYSTEM, INTEGRATED WITH HIS
A.I. Pavlova, V.K. Kalichkin
Summary. In this article authors the technique of the automated mapping of farmlands is offered. For this purpose in process karto-grafirovanija the neural expert system integrated with ГИС is used. System work is shown on an example of the humidified earths of the Omsk region.
Key words: geo-information systems, neuron networks, fuzzy sets, cartography of agricultural lands, agro-ecological groups of lands
УДК 631.82: 633.1: 631.526.32
ВКЛАД ФАКТОРОВ В ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
A.A. ЗAВAЛИН, член-корреспондент Россельхо-закадемии, зав. лабораторией
Всероссийский НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова
Е.Н. ПAСЫНКОВA, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
A.В. ПAСЫНКОВ, доктор биологических наук, зав. лабораторией
Зональный НИИСХСеверо-Востока им. Н.В. Рудницкого
Резюме. Приведены сведения о вкладе фиксированных (минеральные удобрения, сорт) и случайного (гидротермические условия в период вегетации) факто-
ров в формировании урожая и основных показателей качества зерна яровой пшеницы, пивоваренного ячменя и продовольственного овса. Установлено, что вклад погодных условий вегетационного периода в формирование урожая изученных культур составляет25. ..55 %, минеральных удобрений - 33.50 %, сорта - от 1 до 15 %. Содержание белка в зерне изученных злаков и сырой клейковины у пшеницы, кроме погоды (7,51.57,00 %), в основном определяется применением удобрений, в частности, азотных (14,7.46,1 %) и др. Приведенные данные показывают только основные тенденции влияния названных факторов в конкретных условиях вегетации, степень влияния которых может изменяться с расширением интервала доз и соотношений минеральных удобрений, набора изучаемых сортов и удлинением периода наблюдений.
Ключевые слова: яровая пшеница, пивоваренный ячмень, продовольственный овес, вклад факторов, погодные условия, удобрения, сорт.
Цель наших исследований - определить вклад фиксированных(удобрения, сорт) и случайного факторов (погодные условия в период вегетации) в формировании урожая и основных показателей качества зерна яровых культур.
Условия, материалы и методы. Для достижения поставленной цели были использованы экспериментальные данные,полученные при проведении исследований на дерново-подзолистой среднесуглинистой среднекислой почве с повышенным содержанием фосфора и калия. Схема опыта с яровой пшеницей включала изучение реакции сортов Иргина, Крепыш, Энита и Ленинградка на дозы азотных удобрений (Ы0, Ы60, Ы90 и Ы120 до посева); с ячменем - сортов Абава, Биос и Джин на дозы азотных удобрений (Ы0, Ы30, Ы60 и Ы90 до посева) и соотношения вносимых азота и калия (1 : 1, 1 : 2 и 1 :3); с овсом - сортов Аргамак, Сельма, Улов и Фрейя на дозы азотных удобрений (Ы0, Ы30, Ы60 и Ы90 до посева). Более подробно условия и методика проведения перечисленных опытов, а также некоторые их результаты опубликованы ранее [4 - 6].
Результаты и обсуждение. Исследования показали, что наибольший вклад в формирование урожая яровой пшеницы вносят азотные удобрения - 48,3 %
Урожайность зерна изучаемых сортов пивоваренного ячменя больше всего определялась уровнем минерального (азотного и калийного) питания (44,9 %). Доля влияния погодных условий (год) также составляла довольно значительную величину 38,1 %, а сорта
Таблица 2. Вклад факторов в формировании урожая и технологических ка-
честв зерна различных сортов пивоваренного ячменя, %
Показатель Год (А) Агрофон (В) Генотип (С) АхВ АхС ВхС ь X Вх о Бло- ки Случай- ные
Урожайность Содержание сырого 38,07* 44,93* 0,95* 6,76* 1,12 1,54 2,40 0,07 4,16
протеина Содержание экстрак- 57,00* 14,74* 2,26 5,86* 4,11* 4,00 2,34 3,04 6,65
тивных веществ 81,28* 0,63 0,20 5,63* 0,87 1,68 1,82 0,08 7,81
Крупность зерна 95,80* 0,31 0,68 0,72 0,23 0,30 0,63 0,02 1,32
Прорастаемость 1,34 8,42* 20,71* 10,74* 26,28* 3,91 9,64 0,11 18,84
Натура зерна 83,54* 0,53 4,71* 1,99 3,66* 0,99 2,13 0,08 2,36
Масса 1000 зерен 74,39* 4,74* 12,97* 1,01 1,52 1,18 1,08 1,02 2,09
*достоверно на уровне 0,95
Таблица 1. Вклад факторов в формировании урожая и технологических ка-
честв зерна различных сортов яровой пшеницы, %
Показатель Год (А) Агрофон (В) Генотип (С) АхВ АхС ВхС АхВхС Бло- ки Случай- ные
Урожайность Содержание сырого 24,11* 48,31* 14,54* 1,64* 3,15* 4,46* 2,18 0,09 1,52
протеина Содержание сырой 7,51* 46,11* 21,78* 4,30* 0,22 2,34 3,23 1,02 13,49
клейковины 6,88* 45,64* 16,09* 5,78* 1,05 1,45 4,27 1,35 17,50
Качество клейковины 41 77* 4,79* 22,99* 0,77 1,06 2,49 3,23 1,24 21,58
Стекловидность 13,86* 22,64* 46,96* 1,81 2,53* 0,70 3,99 0,90 6,61
Натура зерна 68,06* 2,26* 7,75* 3,47* 13,31* 1,62 0,50 1,01 2,01
Масса 1000 зёрен 8,60* 16,86* 59,07* 0,73 6,14* 3,95* 0,49 0,75 3,41
*достоверно на уровне 0,95
Таблица 3. Вклад факторов в формировании урожая и технологических ка- (67,6.70,9 %) те из них, ве-честв зерна различных сортов продовольственного овса, %
Показатель Год (А) Агрофон (В) Генотип (С) АхВ АхС ВхС АхВ хС Бло- ки Случай- ные
Урожайность Содержание сы- 54,67* 33,21* 3,20* 3,33* 0,50 0,61 0,75 0,31 2,92
рого протеина 42,84* 27,71* 4,49* 0,76 2,21 1,99 3,16 0,01 16,82
Пленчатость 57,85* 7,48* 9,48* 1,61 2,84 2,73 4,55 1,48 11,98
Кислотность 70,92* 0,70 4,92* 2,17 3,94* 1,55 3,04 0,64 12,10
Натура зерна 67,57* 0,51 0,76 5,52* 4,41* 2,68 1,54 0,02 17,01
Масса 1000 зерен 5,22* 3,20* 49,78* 3,89* 1,65 2,19 4,60 0,27 29,21
*достоверно на уровне 0,95 хотя они различаются по месту и времени выведения, а также по морфологическим признакам. За исключением прорастаемости показатели технологических качеств зерна ячменя в большей степени зависели от погодных условий этот фактор оказывал доминирующее влияние на формирование экстрактивности, массы 1000 зерен, натуры и накопление сырого белка (57,0.83,5 %), а крупность зерна практически полностью определялась уровнем увлажнения в период вегетации (95,8 %).
Варьирование урожая овса в наибольшей степени определяется гидротермическими условиями вегетационного периода (54,6 %), на треть - применением азотных удобрений и слабо зависит от сортовых особенностей (3,2 %).
Практически все технологические качества зерна овса сильно подвержены воздействию гидротермических условий. Причем в наибольшей степени
личина которых регламентируется ГОСТ 27673-90(кислотность и натура), определяющим пригодность зерна овса для использования на продовольственные цели. Исключение составляет масса 1000 зерен, которая, как и у яровой пшеницы и у пивоваренного ячменя, во многом зависит от сортовых особенностей (49,8 %). Кроме того, все остальные рассматриваемые показатели технологических качеств зерна за исключением натуры в той или иной мере (3,20.9,48 %) определялись сортовыми особенностями.
Необходимо отметить, что приведенные данные показывают только основные тенденции в изменении вклада погодных условий конкретных периодов вегетации, минеральных удобрений в изучаемых дозах и соотношениях, перечисленных в общей совокупности фиксированных и случайных факторов, степень влияния которых может изменяться с расширением интервала, доз и соотношений минеральных удобрений, набора изучаемых сортов и удлинением периода наблюдений.
Выводы. Из трех изученных факторов вклад погодных условий вегетационного периода в формирование урожая яровых зерновых может изменяться в широких пределах и составляет 25.55 %; минеральных удобрений - 33.50 %, а сорта - от 1 до 15 %. Содержание белка в зерне всех яровых культур и сырой клейковины у пшеницы, кроме погодного фактора (7,51. 57 %), в основном определяется применением удобрений (14,7.46,1 %), в частности, азотных. А такие показатели, как масса 1000 зерен у всех яровых зерновых, стекловидность и качество сырой клейковины у пшеницы, прорастаемость зерна у пивоваренного ячменя в значительной степени зависят от сортовых особенностей (13,0.59,1 %). Погодные условия вегетационного периода доминируют в формировании натуры зерна у всех изученных культур, качества клейковины у пшеницы, экстрактивных веществ и крупности зерна у пивоваренного ячменя, пленчатости и кислотности зерна продовольственного овса (41,8.95,8 %).
1. Скуридин Г.М., Коваль С.Ф. Идентификация генотипа по фенотипу с помощью корреляций признаков// Вестник ВО-ГиС. - 2002. - № 19. - С. 3
2. Бебякин В.М., Злобина Л.Н. Значение генотипа и факторов внешней среды в определении качества зерна яровой пшеницы // С. - х. биол. - 1997. - № 3. С. 94-100
3. Сапега В.А., Турсумбекова Г.Ш. Взаимодействие генотип - среда и параметры экологической пластичности сортов// Зернов. Культуры. - 1999. - № 1. - С. 25-31
4. Завалин А.А., Пасынков А.В., Пасынкова Е.Н. Влияние условий азотного питания на урожайность и качество зерна различных сортов яровой пшеницы //Агрохимия. - 2000. - № 7. - С. 27-34
5. Пасынков А.В. Урожайность и пивоваренные качества зерна различных сортов ячменя в зависимости от доз и соотношений азотных и калийных удобрений //Агрохимия. - 2002. - № 7. - С. 25-31
6. Пасынкова Е.Н., Пасынков А.В., Баландина С.А. Формирование урожая и технологических качеств зерна различных сортов овса в зависимости от доз и сроков применения азотных удобрений // Агрохимия. - 2008. - № 4. - С. 43-51
THE CONTRIBUTION OF FACTORS TO YIELD FORMATION AND BASIC QUALITY TRAITS OF SPRING CEREALS
A.A. Zawalin, E.N. Pasynkova, A.V. Pasynkov
Summary. The data on the contribution of fixed (mineral fertilizers, variety) and random (hydrothermal conditions of growth season) factors to formation of yield and basic quality traits of grain of spring wheat, brewer’s barley, and food oats are given.
Key words: grain yield, spring wheat, brewer’s barley, food oats, contribution of factors, weather conditions, fertilizers, varieties.
Читайте также: