МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕГУЛИРУЕМЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Предложена математическая модель влияния регулируемых факторов внешней среды на урожайность сельскохозяйственных культур, которая в отличие от эмпирических формул, не имеющих физической основы, базируется на реальных, установленных опытным путем физических закономерностях, что приближает ее к классу балансо-
вых. Для практического применения предложенной модели необходимо знать максимальную урожайность, формирующуюся при оптимальных уровнях питания и увлажнения растений. Значения всех опорных показателей модели (оптимальных влагозапасов почвы, при которых формируется максимальный урожай, и биологического минимума почвенных влагозапасов, при которых формирование урожая прекращается) устанавливаются по результатам полевого эксперимента. Оптимальные и минимально возможные уровни питания и увлажнения, которые обеспечивают формирование урожая, задают границы определения (диапазон применения) расчетных зависимостей. Опорные показатели зафиксированы на уровне средних за вегетацию, что позволило исключить их зависимость от фактора
времени. Кроме того, в модели учтена пропорциональность связи между  транспирацией и урожайностью и установлено, что в отличие от биологического минимума содержания почвенной влаги, имеющего вполне реальное значе-
ние, отличное от нуля, биологический минимум пищевого режима, при котором формирование урожая прекращается, в частных решениях можно приравнивать нулю. Показано, что значение максимальной урожайности культуры можно задавать только с некоторой долей вероятности, поскольку на нее влияют не учтенные расчетной формулой нерегулируемые факторы внешней среды. Уровень максимальной урожайности колеблется по годам в зависимости от степени благоприятности этих условий, среди которых наиболее значимым является фактор, лимитирующий урожай (находящийся в минимуме). Проверка адекватности модели выполнена путем сравнения результатов вычислений по ней и аналогичных результатов, полученных по эмпирическим зависимостям, предложенных разными
авторами. Результаты сравнения подтвердили, что предложенная модель влияния пищевого и водного режимов на урожайность объединяет разнотипные эмпирические формулы (с коэффициентами детерминации 0,86–0,96).

математическое моделирование, регулируемые факторы среды обитания растений, пищевой режим, уровень увлажнения почвы, урожайность

1. Образцов, А. С. Системный подход: применение в земледелии / А. С. Образцов. – М.: ВО Агропромиздат,1990. – 303 с.

2. Вахонин, Н. К. Методологические принципы формирования задач оптимизации растениеводства / Н. К. Вахонин // Мелиорация переувлажненных земель. – 2007. – № 2 (58). – С. 73–79.

3. Вахонин, Н. К. Концептуальные основы моделирования урожайности в системе принятия решений по регулированию водного режима / Н. К. Вахонин // Мелиорация. – 2014. – № 2 (72). – С. 7–15.

4. Вахонин, Н. К. Моделирование урожаев в системе точного земледелия / Н. К. Вахонин // Мелиорация. – 2015. – № 1 (73). – С. 131–136.

5. Овчинников, А. С. Урожайность сладкого перца при капельном орошении / А. С. Овчинников, О. В. Бочарникова, Т. В. Пантюшина // Мелиорация и водное хозяйство. – 2007. – № 2. – С. 45–47.

6. Акулинина, М. А. Капельное орошение огурца в сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.02 / М. А. Акулинина, Волгоград. гос. с.-х. акад., – Волгоград, 2010. – 23 с.

7. Шенцева, Е. В. Совершенствование агротехники выращивания баклажан при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий для получения ранней продукции: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.02 /Е. В. Шенцева; Саратов. гос. аграр. ун-т. – Саратов, 2012. – 23 с.

8. Богданенко, М. П. Технология возделывания рассадного лука при капельном орошении в Нижнем Поволжье: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.02 / М. П. Богданенко; Саратов. гос. аграр. ун-т. – Саратов, 2012. – 24 с.

9. Аверьянов, С. Ф. Некоторые математические модели системы «растение – среда» / С. Ф. Аверьянов, В. В. Шабанов// Физическое и математическое моделирование в мелиорации. – М., 1973. – С. 293–295.

10. Дмитренко, В. П. Оценка влияния температуры воздуха и осадков на формирование урожая основных зерновых культур: метод. пособие. – Л.: Гидрометеоиздат, 1976. – 49 с.

11. Афанасик, Г. И. Моделирование процесса формирования урожая сельскохозяйственных культур / Г. И. Афанасик // Мелиорация торфяников и их сельскохозяйственное использование. – Вып. 3. – Минск: БелНИИМиВХ,1977. – С. 122–127.

12. Закржевский, П. И. Модель урожая и динамика факторов внешней среды / П. И. Закржевский // Мелиорация переувлажненных земель. – 1977. – Т. XXV. – С. 95–105.

13. Механизация полива: справ. пособие / Б. Г. Штепа [и др.]. – М.: Агропромиздат, 1990. – 336 с.

14. Лихацевич, А. П. Модель влияния регулируемых факторов окружающей среды на урожай сельскохозяйственных культур / А. П. Лихацевич // Мелиорация переувлажненных земель. – 2004. – № 2 (52). – С. 123–143.

15. Лихацевич, А. П. Модель динамики урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от изменчивости природно-климатическх факторов / А. П. Лихацевич,В. Н. Карнаухов // Мелиорация переувлажненных земель. – 2005. – № 2 (54). – С. 108–117.

16. Лихацевич, А. П. Влияние влаготеплообеспеченности на урожайность сельскохозяйственных культур (на примере многолетних трав и ярового тритикале) / А. П. Лихацевич, Е. И. Волкова // Мелиорация. – 2011. – № 2 (66). – С. 75–81.

17. Попов, В. А. Математическое выражение закона лимитирующего фактора и его приложение к задачам мелиоративного земледелия / В. А. Попов // Мелиорация и водное хозяйство. – 1997. – № 2. – С. 30–34.

18. Ромко, А. В. Обоснование водного и питательного режима мелиорируемых земель гумидной зоны с использованием интегрированной модели агрогеосистемы: автореф. дис. … канд. техн. наук / А. В. Ромко; ГНУ ВНИИГиМ. – М., 2007. – 27 с.

19. Пэнтл, Р. Г. Методы системного анализа окружающей среды / Р. Г. Пэнтл. – М.: Мир. – 1979. – 214 с.