Спосіб визначення величини врожаю зерна сочевиці за елементами технології вирощування в незрошуваних умовах

Реферат: Спосіб визначення величини врожаю зерна сочевиці за елементами технології вирощування в незрошуваних умовах включає розрахунок величини врожаю за нормою внесених добрив. Крім цього, величину врожаю визначають за сумою факторів: виконують основний обробіток ґрунту на глибину від 20-22 до 28-30 см, вносять мінеральні добрива від 0 до 180 кг/га діючої речовини, формують густоту рослин від 2,0 до 3,0 млн/га. UA 110073 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИНИ ВРОЖАЮ ЗЕРНА СОЧЕВИЦІ ЗА ЕЛЕМЕНТАМИ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ В НЕЗРОШУВАНИХ УМОВАХ UA 110073 U UA 110073 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема до технологій вирощування сільськогосподарських культур. Відомий спосіб прогнозування рівня врожаю зерна сочевиці на визначений період, який включає розрахунок величини врожаю за кількістю внесених добрив [1]. Недоліком способу є те, що гарантовано отримати заплановані високі врожаї зерна сочевиці за допомогою математичного прогнозування важко, через неможливість врахувати всі, без винятку, фактори, що впливають на врожай. Задачею корисної моделі є визначення оптимального поєднання агротехнічних прийомів вирощування культури та можливості прогнозування врожаю. Поставлена задача вирішується тим, що впровадження моделі прогнозування росту та розвитку рослин, забезпечує можливість врахувати фактори, що впливають на врожай в оптимальній кількості: виконується основний обробіток ґрунту на глибину від 20-22 до 28-30 см, вносяться мінеральні добрива від 0 до 180 кг/га діючої речовини, формується густота рослин від 2,0 до 3,0 млн/га. Наочнний матеріал представлений на рисунку: Експериментальні та розрахункові рівні врожаю зерна сочевиці:  експериментальний Y; ---•--- розрахований Y; ------ тренд. Дослідження з удосконалення елементів технології вирощування зерна сочевиці проводились шляхом постановки чотирифакторного польового досліду на території сільськогосподарського кооперативу "Радянська земля" Білозерського району Херсонської області. У польових дослідах вивчалися такі фактори та їх варіанти: Фактор А - основний обробіток ґрунту: полицевий на глибину 20-22 см; полицевий на глибину 28-30 см; Фактор В - фон живлення: без добрив; N45P45; N90P90; Фактор С - густота рослин, млн/га: 2,0; 2,5; 3,0. Польові досліди були закладені в чотириразовій повторності. Розташування варіантів здійснювалося методом розщеплених ділянок з частковою рендомізацією. Під час проведення досліджень керувалися загальновизнаною методикою польових дослідів. Агротехніка вирощування зерна сочевиці була загальновизнаною для зернобобових культур в умовах Південного Степу України при зрошенні. В дослідах вирощували сорт сочевиці Лінза. Після збирання попередника (озима пшениця на зерно) проводили дворазове дискування стерні на глибину 6-8 та 10-12 см. Основний обробіток ґрунту виконували згідно зі схемою дослідів. Під основний обробіток вносили мінеральні добрива сівалкою СЗ-3,6 нормою згідно схеми дослідів. З метою додаткового знищення бур'янів і вирівнювання ґрунту виконували суцільну культивацію на глибину 12-14 см. При настанні фізичної стиглості ґрунту весною проводили боронування БЗСС-1,0. Передпосівну культивацію виконували на глибину заробки насіння. Сівба виконувалася на глибину 5-7 см трактором John Deere 8400 з сівалкою John 2 Deere 740A. Норму висіву встановлювали згідно схеми дослідів. Насіння за 1-2 години до сівби обробляли біопрепаратами селекційних високоефективних штамів бульбочкових бактерій (ризобофіт сочевичний + фосфоентерин + біополіцид в пропорції 1:10) при розрахунковій дозі інокулюма 106 бактерій/1 насінину. Після сівби поле прикочували кільчасто-шпоровими катками. Для боротьби з бур'янами до сходів культури вносили ґрунтовий гербіцид Гезагард 500 FW к.с. нормою 3,0 л/га. Проти шкідників у фазу "бутонізація - початок цвітіння" використовували інсектицид Нурел Д нормою 1,0 л/га. Збирання проводили прямим комбайнуванням при повному дозріванні бобів. Для визначення напряму та тісноти зв'язку впливу факторів на динаміку врожаю був використаний метод кореляційно-регресійного аналізу з виведенням лінійного рівняння. Кореляційні зв'язки необхідно враховувати при визначенні оптимальної морфо-фізіологічної моделі агротехнічного комплексу вирощування сочевиці, для конкретного технологічного забезпечення, у конкретній ґрунтово-кліматичній зоні. Коефіцієнт кореляції вказує на напрямок, ступінь зв'язку та мінливості ознак, але не дозволяє кількісно визначити зміну результативної ознаки при зміні факторіальної на одиницю виміру, що важливо в практичних цілях. У подібних випадках використовують регресійний аналіз. Проаналізовані фактори були представлені наступними змінними: Х1 - глибина основного обробітку ґрунту (від 20-22 до 28-30), см; Х2 - норма мінеральних добрив (від 0 до 180), кг/га діючої речовини; Х3 - густота рослин (від 2,0 до 3,0), млн/га. Результати кореляційного і регресійного аналізів даних урожаю зерна сочевиці, отриманих в дослідах, свідчать, що в незрошуваних умовах сила зв'язку з густотою рослин (Х 3) середня та складає 0,625, а напрям зворотний. З іншими досліджуваними факторами слабка та складає з глибиною основного обробітку ґрунту (Х1) та дозою мінеральних добрив (Х 2) - слабка, яка склала 0,077 і 0,320, а напрям зв'язку прямий. Множинний коефіцієнт кореляції свідчить про 1 UA 110073 U сильній взаємозв'язок (0,706) урожаю зерна сочевиці з досліджуваними елементами технології вирощування (табл. 1). Таблиця 1 Результати кореляційного і регресійного аналізів даних урожаю зерна сочевиці Середнє за 2013-2015 рр. R - множинний і r1 - D - загальний і di b0 i bi До якого Xі парні коефіцієнти часткові коефіцієнти коефіцієнти належить дані кореляції детермінації регресії Х1X2Х3 Х1 Х2 Х3 0,706 0,077 0,320 -0,625 0,498 0,006 0,102 0,391 1,5896 0,0032 0,0007 -0,2561 t - критерій фактичний 0,7730 3,1917 -6,2345 0,05 2,01 Примітки: X1 - глибина основного обробітку ґрунту, см; Х2 - доза мінеральних добрив, кг/га діючої речовини; Х3 - густота рослин, млн/га. 5 Проведення кореляційного аналізу парних зв'язків в незрошуваних умовах показав, що сила зв'язку глибини основного обробітку ґрунту (X 1) і дози мінеральних добрив (Х2) з урожаєм зерна сочевиці, а також Х1Х3 (глибина основного обробітку ґрунту та густота рослин) була середньою і складала 0,329 і 0,629, відповідно. Взаємозв'язок Х 2Х3 (доза мінеральних добрив та густота рослин) з продуктивністю культурою мала сильний зв'язок - 0,701. 10 Таблиця 2 Результати кореляційного аналізу множинних зв'язків даних урожаю зерна сочевиці з досліджуваними факторами До якого X1 належать дані Х1X2 Х1Хз Х2X3 Середнє за 2013-2015 pp. R - множинний і ri - парні коефіцієнти кореляції 0,329 0,629 0,701 D - загальний і di - часткові коефіцієнти детермінації 0,108 0,396 0,492 Примітки: Х1 - глибина основного обробітку ґрунту, см; Х2 - доза мінеральних добрив, кг/га діючої речовини; Х3 - густота рослин, млн/га. 15 Коефіцієнт регресії показує, що в незрошуваних умовах збільшення глибини основного обробітку ґрунту на 1 см збільшує врожайність зерна сочевиці на 3,2 кг; збільшення дози мінеральних добрив на 1 кг/га діючої речовини - на 0,7 кг/га, а густоти рослин на 0,1 млн/га, навпаки зменшує показник на 256,1 кг/га. Якщо врожай культури представити у вигляді залежної змінної (Y) від факторів моделі (X), то рівняння лінійної множинної регресії можна представити формулою: Y  b0  b1X1  b2 X2  b3 X3  .  bnXn , 20 де: Y - залежна змінна; b 0 - вільний член моделі; 25 bi - коефіцієнти моделі; Xi - фактори моделі. Коефіцієнти моделі bi показують ступінь середньої зміни залежної змінної Y при умові зміни фактора Xi на одиницю, якщо інші фактори, включені в модель, залишаються постійними. Згідно з отриманими коефіцієнтами регресії та вільного члена була складена математична модель урожаю зерна сочевиці в зрошуваних умовах: 2 UA 110073 U Y  15896  0,0032  X1  0,0007  X2  0,2561  X3 . , 5 10 15 Формули підтверджують отримані у дослідах експериментальні дані врожаю зерна сочевиці, про що свідчить близька збіжність кривих експериментальних і розрахункових величин (рис.). Зіставлення величин коефіцієнтів багатофакторної регресії стає можливим при обчисленні коефіцієнтів еластичності. Частковий коефіцієнт еластичності показує, на скільки відсотків у середньому зміниться результативна ознака при зміні даного фактора на один відсоток його середнього розміру при фіксованому (середньому) значенні інших досліджуваних факторів. Однак при визначенні ступеня значимості впливу аналізованих факторів на результативну ознаку явно недостатньо використовувати окремо часткові коефіцієнти регресії і коефіцієнти еластичності, оскільки може виявитися, що фактор, який має найбільший вплив, має незначні резерви зміни. При аналізі ж факторів, що впливають на рівень результативного показника, першорядне значення має виявлення саме тих факторів, у розвитку яких закладено найбільший ріст рівня результативного показника. Аналіз часткових коефіцієнтів еластичності показує, що за ступенем впливу на формування рівня врожайності зерна сочевиці найбільший вплив має густота рослин (табл. 3). Збільшення рівня цього показника на 1 % (в млн/га) призводить до зменшення урожайності зерна культури на 0,584 %. 20 Таблиця 3 Частковий коефіцієнт еластичності даних урожаю зерна сочевиці Середнє за 2013-2015 рр. До якого Xі належать дані X1 Х2 Х3 Без зрошення 0,073 0,057 -0,584 Примітки: X1 - глибина основного обробітку ґрунту, см; Х2 - доза мінеральних добрив, кг/га діючої речовини; Х3 - густота рослин, млн/га. 25 30 35 40 Згідно з отриманими показниками збільшення на 1 % (в см) глибини основного обробітку ґрунту забезпечує збільшення врожаю зерна сочевиці в незрошуваних умовах на 0,073 %, що пояснюється більшим накопиченням вологи при поглибленні оброблюваного шару ґрунту (волога є лімітуючим фактором в умовах Південного Степу України). Інша ситуація з дозою мінеральних добрив, де збільшення цього показника на 1 % (в кг/га діючої речовини) дає змогу збільшити врожай зерна в незрошуваних умовах на 0,057 %. Для встановлення нелінійних взаємовідносин між досліджуваними факторами (глибина основного обробітку ґрунту, доза мінеральних добрив, густота рослин) та врожаєм зерна сочевиці в умовах Південного Степу України була використана апроксимуюча крива по експоненті, на основі якої можна робити висновки про вплив на врожай визначаючих факторів і робить його прогнозування найбільш наближеним до реальних умов вирощування. Отримане рівняння має вигляд:   Y  11071e0,0006 x  R 2  0,0069 , , де: Y - урожайність зерна сочевиці, т/га; e - основа натурального логарифма; X - незалежна (факторна) змінна. Якщо врожай культури представити у вигляді залежної змінної (Y) від факторів моделі (X), то рівняння лінійної множинної регресії можна представити формулою: Y  b1X1  b2 X2  b3 X3  .  bn Xn , 45 де: Y - залежна змінна; bi - коефіцієнти моделі; 3 UA 110073 U Xi - фактори моделі. Провівши регресійний нормований аналіз досліджуваних факторів з урожаєм зерна сочевиці, були отримані наступні результати для залежної змінної (табл. 4), де 5 Скоректований R  0,7059 ; R2  0,4983 ; стандартна похибка оцінки - 0,1232. R2  0,4682 ; F3,50   16,551 p  0,00000 та Таблиця 4 Результати регресійного нормованого аналізу для залежної змінної Показник Вільний член Фактор X1 Фактор Х2 Фактор Х3 Коефіцієнт β Середнє за 2013-2015 рр. Стандартна похибка 0,0774 0,3197 -0,6245 0,1002 0,1002 0,1002 t(50) 10,66012 0,77296 3,19165 -6,23454 р-рівень 0,00000 0,44319 0,00245 0,00000 Примітки: Х1 - глибина основного обробітку ґрунту, см; Х2 - доза мінеральних добрив, кг/га діючої речовини; Х3 - густота рослин, млн/га. Згідно з отриманими даними рівняння має наступний вигляд: 10 15 20 ~ ~ ~ ~ Y  0,0774  1  0,3197   2  0,6245   3 . Проведений всебічний кореляційно-регресійний аналіз показав високу достовірність та практичну цінність отриманих математичних моделей вирощування зерна сочевиці залежно від основного обробітку ґрунту, дози добрив та густоти рослин, що підтверджують криві, отриманих у дослідах експериментальних даних та розрахунковим шляхом. Застосування розроблених математичних моделей на виробництві дозволить вдосконалити технологію вирощування сочевиці та спрогнозувати динаміку врожаю зерна залежно від кількісної зміни елемента цієї технології. Джерела інформації: 1. Лазер П.Н. Інструментарій і технології організації інформації у землеробстві: [навчальний посібник] / П.Н. Лазер, Є.К. Міхесв. - Херсон: Вид-во ХДУ, 2006. - 372 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 1. Спосіб визначення величини врожаю зерна сочевиці за елементами технології вирощування в незрошуваних умовах, який включає розрахунок величини врожаю за нормою внесених добрив, який відрізняється тим, що величину врожаю визначають за сумою факторів: виконують основний обробіток ґрунту на глибину від 20-22 до 28-30 см, вносять мінеральні добрива від 0 до 180 кг/га діючої речовини, формують густоту рослин від 2,0 до 3,0 млн/га. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що величину врожаю визначають за допомогою лінійного рівняння, яке складається: Y=1,5896+0,0032X1+0,0007X2-0,2561Х3, де: Y - урожайність зерна сочевиці, т/га; Х1 - глибина основного обробітку ґрунту (від 20-22 до 28-30), см; Х2 - норма мінеральних добрив (від 0 до 180), кг/га діючої речовини; Х3 - густота рослин (від 2,0 до 3,0), млн/га. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що величину врожаю визначають за апроксимуючою кривою по експоненті: 0,0006Х Y=1,1071 е , де: Y - урожайність зерна сочевиці, т/га; е - основа натурального логарифма; X - незалежна (факторна) змінна. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що величину врожаю визначають за регресійним нормованим аналізом: ~ ~ ~ ~ Y  0,0774  1  0,3197   2  0,6245   3 , 4 UA 110073 U ~ де: Y - урожайність зерна сочевиці, т/га; ~ X1 - глибина основного обробітку ґрунту (від 20-22 до 28-30), см; ~ X 2 - норма мінеральних добрив (від 0 до 180), кг/га діючої речовини; ~ X3 - густота рослин (від 2,0 до 3,0), млн/га. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5