Способ прогноза урожайности ярового ячменя
METHOD FOR FORECAST OF SPRING BARLEY YIELDS

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при прогнозировании урожайности зерновых культур, преимущественно ярового ячменя.
Прогноз урожайности является важной стратегической задачей государства. Как правило, такие прогнозы основаны на данных метеонаблюдений гидрометеостанций и статистики по урожайности за много лет и базируются на физико-статистических моделях с применением сложных математических расчетов. Часто используют данные средних месячных карт значений геопотенциала изобарической поверхности на уровне 500 гПа с использованием синоптико-статистического подхода при прогнозировании урожайности. Все это предназначено для специалистов агрометеорологов занимающихся вопросами агрометеорологического обеспечения сельского хозяйства (Старостина Т.В. Методы и технологии прогноза валового сбора яровых зерновых культур по отдельным субъектам Сибирского Федерального округа, а также прогнозов урожайности и валового сбора яровой пшеницы по основным хлебосеющим районам Омской области (10 районов) - Новосибирск, Методические указания, тема 8. 72, 2009 с 94). Часто берутся за основу расчета значения таких показателей, как осадки, температура, давление, фотосинтез. Все они в отдельности влияют на урожайность в определенном направлении, но их взаимовлияние усложняет расчет конечного результата.
120
120
60
Известен способ прогнозирования урожайности ячменя (патент RU №2158500). Способ состоит в том, что определяют среднесуточную температуру воздуха в мае и в зависимости от применяемых доз удобрений прогнозируют урожайность ячменя по математической зависимости у=51,41-2,13х+10,3d, где у - урожайность ячменя, ц/га; х - среднесуточная температура воздуха в апреле-мае, °С; d - доза минеральных удобрений от 0 до 1 (0 - без удобрений, 1 - NPK). Основной недостаток способа - низкая достоверность прогнозирования.
Известен способ, предусматривающий учет суммы осадков и среднесуточной температуры за май-июнь месяцы, так как это время соответствует межфазному периоду всходы - колошение, в котором осадки (положительно) и температура (отрицательно) оказывали самое существенное влияние на формирование будущего урожая, чем в оставшиеся фазы развития растений. За 11 лет наблюдений коэффициент корреляции между прогнозируемой и фактической урожайностью составлял 0,91**, т.е. вероятность прогноза равна коэффициенту детерминации - 83% (Михкельман В.А. Оценка сортов ячменя в конкурсном сортоиспытании при двух сроках сева. - М. изд. МСХА, Известия ТСХА, №2, 1997, с 59-73)
Однако рассматриваемый способ прогноза урожайности имеет следующие недостатки. Для точного учета температуры и особенно осадков метеорологическая станция должна находиться близко к посевам, что не всегда возможно. Кроме этого сумма осадков и среднесуточная температура не отражают динамику. Кратковременный, но обильный ливень или резкое изменение температурного режима могут существенно изменить ожидаемый результат.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению относится Способ прогнозирования урожайности озимой пшеницы возделываемой в условиях засушливого климата (Патент RU 2400966) опубл. 10.10.2010 г., предусматривающий многолетние ежегодные наблюдения за фактическими значениями урожайности и преобразование фактических значений урожайности в качественные величины.
Из анализа существующего уровня техники выявлено, что технической проблемой в данной области является недостаточный арсенал средств для прогнозирования урожайности ярового ячменя.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в создании способа прогнозирования урожайности с повышенной достоверностью прогноза.
Указанный результат достигается за счет того, что в способе прогнозирования урожайности ярового ячменя, включающем многолетние ежегодные наблюдения за фактическими значениями урожайности и продолжительностью двух межфазных периодов посев - колошение и всходы - колошение и для прогноза урожайности, определяют индексы межфазных периодов, как отношение числа дней первого периода посев-колошение текущего года к средней продолжительности того же периода по меньшей мере за десять лет, аналогично находят индекс второго межфазного периода всходы - колошение, произведение найденных индексов дает значение общего индекса, а прогнозируемую урожайность определяют как произведение значения общего индекса на среднюю урожайность, полученную, по меньшей мере, за десять лет.
Примеры конкретного выполнения способа.
Пример 1.
2
Опыт проводился в секторе селекции и семеноводства полевых культур МСХА (Подольский район, учхоз МСХА «Михайловский») в течение 13 лет на делянках конкурсного сортоиспытания ячменя. Учетная площадь делянки - 10 м, повторность 4-х кратная. Средняя урожайность по годам складывалась из урожайностей двух селекционных номеров №76 и №258 и семи сортов ячменя - Носовский 9, Зазерский 85, Московский 2, Московский 3, Московский 121, Надя и Винер.
Результаты эксперимента представлены в таблице 1.
Среднемноголетняя урожайность в секторе селекции и семеноводства составила 42,5 ц/га, на Полевой опытной станции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева 42,3 ц/га.
За 13 лет наблюдений в «Михайловском» дата посева в среднем приходится на 9 мая, всходы на 19 мая, колошение - 29 июня. Таким образом, межфазный период посев-колошение составил 51 день, а период всходы колошение длился 41 день. Между длительностью прохождения периодов и урожайностью установлена сильная, достоверная и положительная связь (коэффициент корреляции r=0,71 и 0,74 соответственно периодам). При установлении совместной связи этих периодов с урожайностью, значение дат были переведены в индексы - отношение длительности прохождения межфазного периода данного года к средней по опыту за 10 лет, а произведение их дает значение общего индекса (Iоб). Произошло некоторое увеличение связи между общим межфазным индексом года и урожайностью. Коэффициент корреляции составил 076**. Зная среднюю урожайность за 13 лет, нетрудно вычислить прогнозируемую урожайность.
Прогнозируемую урожайность определяют по формуле:
Где У - прогнозируемая урожайность ячменя текущего года;
Уср - средняя урожайность за 10 лет
Iобщ - общий индекс, находится по формуле Iобщ=Iп × Iв
1
cp
Где: Iп - индекс межфазного периода посев колошение, находят по формуле Iп=a/а, где:
а
1
- число дней первого межфазного периода посев - колошение текущего года;
а
ср
- средняя продолжительность того же периода по меньшей мере за десять лет
1
ср
Где Iв - индекс межфазного периода всходы - колошение, находят по формуле Iв=в/в, где:
1
в - число дней первого межфазного периода всходы - колошение текущего года;
ср
в - средняя продолжительность того же периода по меньшей мере за десять лет.
Например, в 1984 г. Iоб=1,09 умножая на среднюю урожайность - 42,3, получают прогнозируемую урожайность - 46,1 ц/га, фактическая 45,6 ц/га. Такая точность наблюдалась не каждый год, но корреляционная связь между прогнозируемой урожайностью и фактической была 076**, что позволяет надеяться на большую вероятность получения соответствующей урожайности за 51 день до уборки (таблица 1).
Пример 2.
Во втором цикле исследования на Полевой опытной станции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, в Москве, исследования проводились в течение 10 лет с сортами ячменя Раушан, Михайловский и ТСХА 4. Начало посевных работ в среднем на 9 дней было раньше, чем в «Михайловском» - и прохождение межфазного периода всходы - колошение проходило быстрее - 38,5 суток по сравнению с 41,4 в первом случае. Однако связь длительности прохождения периода всходы - колошение, выраженного в индексах с урожайностью была также положительной и достоверной (0,72). Имея возможность получать информацию об осадках и температуре с рядом находящейся Метеорологической обсерваторией им. В.А. Михельсона, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, проверяли установленную ранее в «Михайловском» очень сильную связь между суммой осадков и среднесуточной температурой за май - июнь месяцы (всходы - колошение) с урожайностью. Установлена сильная, достоверная и положительная связь (коэффициент корреляции r=0,89**) между общим метеоиндексом (Iоб - произведение индексов I мм и среднесуточной температуры It) за период с 10 мая - всходы по 20 июня - колошение с урожайностью (таблица 2).
Выводы. Урожайность ячменя положительно связана с длиной прохождения фаз посев - колошение, всходы - колошение, а взаимный учет влияния этих периодов усиливает эту связь. Предлагаемое изобретение при наличии средней урожайности ячменя за ряд лет, а также средних дат проведения посева и прохождения таких фаз как всхожесть и колошение дает возможность прогнозировать будущую урожайность за пятьдесят дней до уборки.