Способ оценки урожайности сельскохозяйственных культур

 

Использование: сельское хозяйство, в частности, при определении потенциальной урожайности культур. Сущность изобретения: для оценки урожайности определяют величину отношения спектральных коэффициентов энергетической яркости в двух участках спектра за определенный отрезок времени через каждые пять дней. При этом измерения проводят в первой половине дня, когда длина тени от растения равна его высоте, а об урожайности судят при сравнении величины отношения спектральных коэффициентов энергетической яркости в рассматриваемый период со значением данных показателей для соответствующей пентады вегетационного периода при максимальном урожае культуры. 3 ил.

Известен способ определения состояния сельскохозяйственных культур по величине отношения спектральных коэффициентов яркости в двух участках спектра.

В основе способа лежит построение эмпирических кривых между биометрическими параметрами растительного покрова (густота посева, площадь листовой поверхности, вес надземной массы) и величиной отношения спектральных коэффициентов яркости. Определение перечисленных параметров позволяет сделать оценку урожайности.

Недостатком данного способа является необходимость построения градуировочных кривых, построение которых требует значительных трудозатрат и среза посевов, кроме того, градуировочные кривые имеют существенную зависимость от суточного и сезонного изменения высоты Солнца и фазы развития растений. Для устранения этих факторов и их комбинаций необходимо строить множество градуировочных кривых, что делает способ труднореализуемым.

Существует также способ определения урожайности по величине надземной массы в определенную фазу развития.

Недостатком этого способа является необходимость среза посевов на значительной площади поля, а также трудности, связанные с объективным определением дня, характеризующего фазу развития данной культуры.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и исключение среза посевов при оценке урожайности сельскохозяйственных культур.

Цель достигается тем, что измерение величины отношения спектральных коэффициентов яркости проводят в первой половине дня, когда длина тени от растения равна его высоте, через каждые пять дней и об урожайности судят при сравнении, соотнося значение величины отношения спектральных коэффициентов энергетической яркости в рассматриваемый год со значением данных показателей для соответствующей пентады при максимальном урожае.

Способ поясняется фиг. 1-3.

При реализации предлагаемого способа производят подбор маршрута для фотометрирования. Обычно этим маршрутом служит диагональ поля. Далее определяют время начала и конца измерения. Это достигается следующим образом: на контролируемом поле подбирается горизонтальный участок, лишенный растительности и радиусами R₁ = 470 мм и R₂ = 530 мм проводят из одного центра две концентрические окружности 2 и 3. В центр этих окружностей устанавливают стержень 1 перпендикулярно поверхности, причем длина надземной части стержня должна быть l = 500 мм. Измерения величины отношения спектральных коэффициентов яркости проводят только в то время, когда тень конца стержня находится между окружностями (фиг. 1). Этот период времени составляет 30 мин. Если по тени стержня установить время не представляется возможным, тогда его определяют по предыдущему дню измерения. Время можно также определить по известной формуле, зная географические координаты поля.

По результатам измерений величины отношения спектральных коэффициентов яркости строят графики сезонного хода. В качестве контролируемых культур были выбраны два сорта ячменя "Харьковский 101" (фиг. 2) и "Славянский" (фиг. 3). Наблюдения проводились одновременно в течение 3 лет на Государственном сортоиспытательном участке.

По графикам сезонного хода величины отношения спектральных коэффициентов яркости ячменя сортов "Харьковский 101" и "Славянский" можно отметить, что кривая 1 может служить эталоном максимальной урожайности. По отношению к этой кривой кривая 2 получена в более увлажненный сезон. Биомасса посева превышала массу эталонного урожая. Однако урожайность этого года была ниже урожайности на кривой 1. Увеличение биомассы, вызванной высокой увлажненностью, не приводит к увеличению урожайности. Этот факт отмечается в различной степени практически на всех культурах. Кривая 3 на фиг. 2 и 3 получена при сильном дефиците влаги в данном сезоне. Видно, что недостаток влаги уменьшает биомассу и для ячменя сорта "Харьковский 101" и для сорта "Славянский". Уже 9 июня можно было сказать, что урожайность ячменя "Славянский" по сравнению с урожайностью максимальной (кривая 1) будет значительно ниже. Снижение урожайности предсказывает ход кривой 3 и для сорта "Харьковский 101". В итоге урожайность у "Славянского" составила 17 ц/га, у "Харьковского 101" 19 ц/га.

Сезонный ход величины отношения спектральных коэффициентов яркости имеет на графике характерный прогиб. Этот прогиб вызван массовым цветением культуры. Для ячменя "Харьковский 101" этот прогиб на кривой максимальной урожайности попадает на период с 12 по 26 июня. В этот же период отмечается прогиб и для ячменя сорта "Славянский". Однако для других лет наблюдения эти периоды не совпадают, в зависимости от состояния культуры прогиб может менять и свою величину, и относительное положение на графике. Сравнение этих участков графиков также позволяет оценить урожайность культуры.

Сравнение с кривой максимальной урожайности позволяет оценить степень поражения посева болезнями и насекомыми, степень засоренности и изреженность посева. Наконец, по сравнению графиков сезонного хода величины отношения спектральных коэффициентов яркости можно не только оценить урожайность культуры, но также принять решения по защите урожая и его формированию.

Предложенный способ не требует отчуждения растительности, что делает его незаменимым при наблюдении в заповедниках, на опытных станциях и т.д. Возможности способа увеличиваются при увеличении набора кривых с различными урожайностями. Применение способа не требует подготовки специалистов, его трудоемкость значительно ниже, а площадь, с которой может быть получена информация, в сотни раз больше, чем в используемых в настоящее время способах оценки урожайности.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЦЕНКИ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, включающий измерение спектральных коэффициентов энергетической яркости в двух участках спектра с последующим определением величины их отношения, отличающийся тем, что измерение спектральных коэффициентов энергетической яркости проводят за определенный отрезок времени через каждые пять дней в первой половине дня, когда длина тени от растения равна его высоте, и об урожайности судят при сравнении значения величины отношения спектральных коэффициентов энергетической яркости в рассматриваемый период со значением данных показателей для соответствующей пентады вегетационного периода при максимальном урожае культуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3