Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования урожайности гибридов кукурузы

Изобретение относится к растениеводству, а именно к способу прогнозирования урожайности гибридов кукурузы.

Известен способ оценки потенциальной продуктивности бобовой культуры, включающий оптимизацию сроков уборки, установление суммы среднесуточных температур от момента посева до фазы «бутонизация» и количества выпавших осадков, вычисление гидротермического коэффициента за период появления первых двух-трех настоящих листьев до фазы «бутонизация» и определение расчетом прогнозируемой семенной продуктивности. В фазу «бутонизация» растений на контрольных делянках в пятикратной повторности устанавливают количество побегов на площади 1 м, количество ветвей на каждом растении, количество бутонов на стебле и ветвях (RU №2366156, A01G 7/00). Прогнозируемую урожайность рассчитывают по формуле:

где y - прогнозируемая урожайность зерна, кг/га; N - количество растений на контрольных делянках в период бутонизации, шт./м²; b - количество ветвей на 1-м стебле, шт.; z_бв - количество бутонов на одной ветви, шт.; z_бс - количество бутонов на стебле, шт.; z_c - среднее количество семян в одном бобе, шт.; m_з - масса 1000 шт. семян, г; G_пр - гидротермический коэффициент условий произрастания от момента посева до фазы «полная спелость зерна» в предшествующий период, мм/°C; G_m - гидротермический коэффициент условий вегетации в прогнозируемом году от момента появления двух-трех настоящих листьев до фазы «бутонизация», мм/°C; α - коэффициент, учитывающий запасы доступной почвенной влаги в слое 0-0,3 м в период вегетации; β - коэффициент, учитывающий неблагоприятные погодные воздействия; η_плод - коэффициент плодоношения, учитывающий количество полноценных семян к общей массе завязей; τ - коэффициент, учитывающий повреждение семян в бобах с.-х. вредителями; ω - коэффициент, учитывающий теплообеспеченность растений в период вегетации, °C/сут; d₁ - коэффициент, учитывающий обеспеченность посевов микроэлементами; d₂ - коэффициент, учитывающий влияние вносимых минеральных удобрений NPK на формирование массы семян в бобах; d₃ - коэффициент, учитывающий влияние питательных веществ в почве на продуктивность растений; а - коэффициент, учитывающий освещенность посевов из-за отклонения норм высева по сравнению со стандартом или с сортообразцом до интродукции; A - коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние макро- и микроэлементов на накопление массы зерна и семенные качества, кг/га. Обеспечивается высокая степень достоверности прогнозных данных при интродукции перспективных сортов бобовых культур при возделывании в орошаемом и неорошаемом земледелии.

К недостаткам описанного способа относится зависимость оценки урожайности бобовых культур от погодных условий, объемные расчеты прогнозируемой урожайности, а также применимость данной оценки только для бобовых культур.

Известен способ определения продуктивности фотосинтетического потенциала сортов сои, включающий отбор проб, определение площади листьев, биометрических показателей путем определения количества и массы отдельных органов растений по фазам роста и развития, учет накопления вегетативной массы всего растения и семян за период развития, фотосинтетического потенциала и расчет показателя продуктивности фотосинтетического потенциала по выражению

,

где БП - биологическая урожайность семян с 1 га; ФП - фотосинтетический потенциал, сформированный за весь период вегетации на 1 га посева (RU №2539634, A01G 7/00 (2006.01) А01Н 1/04 (2006.01)).

К недостаткам описанного способа относится его применимость только к сортам сои, а также изобретение не позволяет определять темпы и величину чистой продуктивности фотосинтеза растений по их фазам развития, а следовательно, не позволяет провести оценку урожайности исследуемых культур.

Известен способ определения продуктивности гибридов кукурузы отечественной и зарубежной селекции при возделывании на силос и зерно в условиях Западного Предкавказья, включающий отбор растений каждого гибрида, определение площади листьев, биометрических показателей путем определения количества и массы отдельных органов растений по фазам роста и развития, определение сухой биомассы растений, учет накопления вегетативной массы всего растения и зерна за период развития, фотосинтетического потенциала и расчет показателя чистой продуктивности фотосинтеза (Продуктивность гибридов кукурузы отечественной и зарубежной селекции при возделывании на силос и зерно в условиях Западного Предкавказья. Петрик Г.Ф. Автореферат. Краснодар. - 2004 год - прототип).

Общим недостатком данного способа является отсутствие возможности прогнозирования урожайности гибридов кукурузы с учетом биометрических показателей, продуктивности фотосинтеза и густоты стояния.

Техническим результатом является возможность достоверного прогнозирования урожайности гибридов кукурузы на разных фазах развития растений.

Технический результат достигается тем, что в способе прогнозирования урожайности гибридов кукурузы, включающем отбор растений каждого гибрида, определение площади листьев, биометрических показателей путем определения количества и массы отдельных органов растений по фазам роста и развития, определение сухой биомассы растений, учет накопления вегетативной массы всего растения и зерна за период развития, фотосинтетического потенциала и расчет показателя чистой продуктивности фотосинтеза, согласно изобретению предварительно определяют количество сухой биомассы растений в начале и в конце каждой фазы развития, а также определяют параметры чистой продуктивности фотосинтеза по формуле ЧПФ = (B₂-B₁): ФП, где B₂ и B₁ - сухая биомасса растений в начале и в конце учетного периода; B₂ - B₁ - прирост сухой массы за количество дней учетного периода, г; ФП - фотосинтетический потенциал гибридов за учетный период, г/м²×сут, затем по полученным значениям чистой продуктивности фотосинтеза и по густоте стояния растений прогнозируют урожайность гибридов кукурузы, если значение чистой продуктивности фотосинтеза гибрида более 7,5 г/м²×сут при густоте стояния более 40 тыс. растений на гектар, то его считают высокопродуктивным.

Новизна заявляемого способа прогнозирования урожайности гибридов кукурузы состоит в оценке продуктивности фотосинтеза и прогнозе урожайности гибридов кукурузы на разных фазах развития растений с помощью биометрических показателей, данных чистой продуктивности фотосинтеза и величины густоты стояния.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию «новизна».

Предлагаемый способ прогнозирования урожайности гибридов кукурузы возможно применять в условиях специализированных сельскохозяйственных предприятий, что соответствует критерию «охраноспособность» и «промышленная применимость».

Способ прогнозирования урожайности гибридов кукурузы осуществляют следующим образом.

На опытных участках поля отбирают растения кукурузы каждого гибрида, после чего определяют биометрические показатели: площадь листьев, количество и массу отдельных органов растений по фазам роста и развития, количество сухой биомассы растений, ведут учет накопления вегетативной массы всего растения и семян за период развития, рассчитывают фотосинтетический потенциал и показатель чистой продуктивности фотосинтеза по каждой фазе вегетации - показатель, характеризующий продуктивность растений, следующим образом. Известно, что чистую продуктивность фотосинтеза рассчитывают по формуле (http://www.studfiles.ru/preview/5611319/page:24/):

,

где B₂ и B₁ - сухая биомасса растений в начале и в конце учетного периода;

B₂ - B₁ - прирост сухой массы за n дней, г;

L₁ и L₂ - площади листьев в начале и в конце периода, м²;

0,5×(L₁+L₂) - средняя площадь листьев за время опыта, м²;

n - число дней в учетном периоде.

Также известно, что фотосинтетический потенциал определяют по формуле (http://www.studfiles.ru/preview/3933931/):

,

где Lcp - средняя площадь листьев, м²;

Tv - длина вегетационного периода.

В опытах фотосинтетический потенциал также определяют по каждой фазе вегетации отдельно.

Преобразуем знаменатель в формуле 3. Так как 0,5×(L₁-L₂) - средняя площадь листьев за учетный период, то это значение заменяют значением «Lcp», которое также характеризует среднюю площадь листьев в формуле 4 (формула определения фотосинтетического потенциала), а вместо значения «n» (число дней в учетном периоде) в формуле 3 используют значение «Tv» (длина вегетационного периода каждой фазы) из формулы 4. Получаем следующее выражение ЧПФ = (B₂-B₁): (Lcp×Tv), следовательно, чистую продуктивность фотосинтеза гибридов кукурузы по фазам определяют по формуле:

,

где B₂ и B₁ - сухая биомасса растений в начале и в конце учетного периода

B₂ - B₁ - прирост сухой массы за количество дней учетного периода, г;

ФП - фотосинтетический потенциал гибридов за учетный период, г/м² × сут.

Пример конкретного осуществления способа.

На опытных посевах гибридов кукурузы с разной густотой стояния отбирают несколько растений в определенных местах поля в течение каждой фазы вегетации. В исследовательской лаборатории из каждого исследуемого варианта берут по 10 зеленых листьев и измеряют их ширину и длину и по их средним показателям рассчитывают площадь листьев по формуле:

,

где S - площадь 10 листьев, см²;

L_cp. - средняя длина листьев, см²;

Н_ср. - средняя ширина листьев, см;

0,7 - коэффициент для расчета площади листьев зерновых культур;

n - число листьев.

Затем, путем приготовления навесок из взвешенных, измельченных, высушенных листьев каждого растения отдельно, определяют показатели сухой биомассы в каждом из вариантов по ГОСТ 31640-2012 «Методы определения содержания сухого вещества» по формуле

,

где m₁ - масса бюкса, г;

m₂ - масса бюкса с пробой до высушивания, г;

m₃ - масса бюкса с пробой после высушивания, г;

100 - коэффициент пересчета в проценты.

Затем рассчитывают чистую продуктивность фотосинтеза по каждой фазе вегетации по формуле:

,

где B₂ и B₁ - сухая биомасса растений в начале и в конце учетного периода;

B₂ - B₁ - прирост сухой массы за количество дней учетного периода, г;

ФП - фотосинтетический потенциал гибридов за учетный период, г/м² × сут.

Результаты расчетов чистой продуктивности фотосинтеза представлены в таблице 1.

По данным таблицы 1 видно, что чистая продуктивность фотосинтез гибридов достигает максимума в фазу цветения, а минимума - в начальных фазах развития. При этом наибольший урожай зерна в среднем за три года при густоте стояния 50-70 тыс. растений/га обеспечил гибрид Среднеспелый Краснодарский 384 М - 5,97 т/га при среднем значении чистой продуктивности фотосинтеза, гибрид Среднеспелый РИК 340 М - 5,65 т/га при густоте стояния 60-80 тыс. растений/га, Среднепоздний Краснодарский 421 СВ - 5,38 т/га при густоте стояния 40-60 тыс. растений/га (таблица 2).

Таким образом, по данным таблиц 1 и 2 можно сделать вывод, что у всех изучаемых гибридов кукурузы средние показатели урожайности за три года прямо пропорционально соответствуют средним значениям чистой продуктивности фотосинтеза, что позволяет осуществлять прогнозирование урожайности гибридов кукурузы в зависимости от чистой продуктивности фотосинтеза и густоты стояния растений.