14872 (585547), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Внесение удобрений под культуры не способствует сглаживанию неблагоприятных погодных условий. Эффективность вносимых удобрений также зависит от погодных условий каждого конкретного года (таблица 2).
Таблица 2 – Группировка урожайности культур (с удобрениями N40P20), т/га
Благоприятность лет | Пшеница | Кукуруза | Овес | Вико-овес | Горох |
Неблагоприятный | 1,28 | 6,49 | 1,38 | 1,98 | 0,43 |
Средний | 2,26 | 22,31 | 2,32 | 3,28 | 1,21 |
Благоприятный | 2,91 | 33,74 | 3,17 | 6,27 | 2,21 |
Урожайность культур на удобренном фоне в благоприятные годы выше, чем в неблагоприятные, и в то же время видим, что внесении удобрений не способствует сглаживанию колебаний урожайности на удобренном фоне. Урожайность культур резко падает: так урожайность пшеницы снизилась на 56 % по сравнению с благоприятным годом. Урожайность остальных культур снижается с той же закономерностью, что и на фоне без удобрений, кукуруза снизила урожайность на 81 % относительно благоприятного года. Урожайность овса, вико-овсянной смеси на зеленый корм и гороха снизилась на 53, 68,5 и 81,2 % соответственно.
При сравнении урожайности культур на двух фонах прослеживается тесная зависимость урожайности от количества осадков за вегетационный период, но при этом урожайность культур на удобренном фоне несколько выше, чем на фоне без удобрений. Так урожайность ведущей яровой культуры – пшеницы, в благоприятный по увлажнению год на удобренном фоне составила 2,91 т/га, что на 16,3 % выше по отношению к благоприятному году неудобренного фона.
Следующим шагом в обработке данных, было определение среднего значения длинного ряда урожайности культур. Вычитая из среднего значения урожайности аналогичный показатель за определенный год, мы получали абсолютное отклонение. Проделав такие операции над изучаемым рядом, можно анализировать колебания урожайностей по отклонениям, но если судить только по стандартному отклонению, то можно сделать ошибочные выводы.
Для характеристики размаха вариаций показателей вычислялись коэффициенты вариации по формуле:
(7)
где: - среднее значение показателя; - стандартное отклонение, которое вычисляется по формуле:
(8)
здесь 2 – дисперсия; n – объем выборки;
(9)
Большинство культур предъявляют повышенные требования к экологическим условиям и реагируют на их изменчивость большим размахом колебаний урожайности. Для этого сравним значения коэффициентов вариации культур по 31-летним данным стационарного опыта отдела земледелия КНИИСХ (таблица 3).
Таблица 3 – Коэффициент вариации урожайности основных культур в лесостепи Южного Урала по данным стационарного опыта отдела земледелия КНИИСХ, %
Культуры | Фоны удобренности | |
0 | N40P20 | |
Пшеница | 32,16 | 33,42 |
Кукуруза на силос | 52,25 | 57,42 |
Овес | 32,78 | 37,25 |
Горох | 62,63 | 62,98 |
Вико-овес | 47,48 | 53,81 |
Между осадками вегетационного периода и урожайностью культур наблюдается очень тесная связь, результатом которой являются колебания урожайности и внесением удобрений трудно изменить характер зависимости. Также здесь можно говорить и об интенсификации производства, рост которой не способствует повышению его устойчивости.
После этого нам нужно было определить степень взаимовлияния колебаний урожайностей культур. Она характеризуется коэффициентами корреляции. Близкие значения этого коэффициента (все они находятся в интервале от 0,66 до 0,99) подтверждают наличие определенного сходства в реакции культур на внешние условия. Регрессия динамики урожайности культур наиболее полно описывается уравнением прямой.
Таблица 4 – Коэффициенты корреляции урожайности культур в отдельные годы (без удобрений)
Культура | Пшеница | Вико-овес | Кукуруза | Овес | Горох |
Пшеница | 1,0 | 0,048 | 0,307 | 0,424 | 0,685 |
Вико-овес | 0,048 | 1,0 | 0,401 | 0,579 | 0,063 |
Кукуруза | 0,307 | 0,401 | 1,0 | 0,596 | 0,253 |
Овес | 0,424 | 0,579 | 0,569 | 1,0 | 0,491 |
Горох | 0,685 | 0,063 | 0,253 | 0,491 | 1,0 |
При анализе данных тесные связи были обнаружены между урожайностью гороха и пшеницы, чуть менее слабые связи между овсом и пшеницей, овсом и вико-овсянной смесью, овсом и горохом, вико-овсянной смесью и кукурузой. Слабые связи наблюдаются между урожайностью гороха и вико-овсянной смесью, горохом и кукурузой, пшеницей и кукурузой. Автокорреляция между урожайностью пшеницы и пшеницы, кукурузы и кукурузы.
Регрессионный анализ был проведен для установления взаимосвязи между урожайностью культур и на удобренном фоне. Данные этого анализа занесены в таблицу 5.
Таблица 5 – Коэффициенты корреляции урожайности культур
Культура | Пшеница | Вико-овес | Кукуруза | Овес | Горох |
Пшеница | 1,0 | -0,001 | 0,456 | 0,399 | 0,642 |
Вико-овес | -0,001 | 1,0 | 0,360 | 0,526 | 0,042 |
Кукуруза | 0,456 | 0,36 | 1,0 | 0,677 | 0,245 |
Овес | 0,399 | 0,526 | 0,677 | 1,0 | 0,496 |
Горох | 0,642 | 0,042 | 0,245 | 0,496 | 1,0 |
Из данных таблицы видно, что сильная связь наблюдается между урожайностью кукурузы и овса. Средняя по силе связь обнаруживается между урожайностью кукурузы и пшеницы, овса и пшеницы, пшеницы и гороха, вико-овсянной смеси и кукурузы, овса и вико-овсянной смеси, гороха и овса. Слабые связи наблюдаются между урожайностью пшеницы и вико-овсянной смеси, гороха и вико-овсянной смеси, кукурузы и гороха. Автокорреляция между урожайностью пшеницы и пшеницы, кукурузы и кукурузы.
Также был проведен регрессионный анализ для установления связей между урожайностью культур на удобренном фоне и фоне без удобрений. Данные анализа приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Корреляция урожайности культур на двух фонах
Аргумент/функция | Коэффициент корреляции | Уравнение регрессии |
Пшеница 0/Пшеница N40P20 | 0,96 | Y=-0.387+1.247x |
Кукуруза 0/Кукуруза N40P20 | 0,97 | Y=-33.806+1.498x |
Овес 0/Овес N40P20 | 0,91 | Y=-1.247+1.317x |
Вико-овес 0/Вико-овес N40P20 | 0,94 | Y=-1.123+1.284x |
Горох 0/Горох N40P20 | 0,99 | Y=-0.327+1.112x |
При анализе данных наблюдается сильная связь между урожайностью таких культур как: пшеница (без удобрений) и пшеница на удобренном фоне, кукуруза (без удобрений) и кукуруза на удобренном фоне, вико-овсянная смесь (без удобрений) и вико-овсянная смесь на удобренном фоне, овес (без удобрений) и овес на удобренном фоне, горох (без удобрений) и горох на удобренном фоне.
Четвертым этапом обработки данных было установление зависимости урожайности культур от осадков вегетационного периода и майских осадков.
По средним многолетним данным, осадки вегетационного периода выпадают неравномерно, однако эта неравномерность сглаживается, создавая лучшие, по сравнению со средними многолетними, условия увлажнения вегетационного периода. В такие годы погодные условия могут обеспечить высокий урожай. Недостаток или переизбыток влаги и тепла в определенные периоды произрастания растений приводит к угнетению биологических процессов в растениях. Особенно опасны такие явления в критические периоды формирования урожая.
Засуха – это иссушение корнеобитаемого слоя почвы, которое возникает при длительном отсутствии осадков, преимущественно при высокой испаряемости (Чирков, 1986). По времени наступления различают весеннюю, летнюю и осеннюю засухи. Засуха в первой и большее количество осадков во второй половине вегетации – довольно частое явление в Зауралье, это своего рода климатическая закономерность. В лесостепи огромную роль играют в основном летние осадки. При статистической обработке данных обнаружена тесная связь летних осадков с урожайностью культур. Сила связи между осадками и урожайностью культур различна в различных агроклиматических зонах Южного Урала. Сильная положительная связь существует между урожайностью яровой пшеницы и осадками июня, что подтверждают результаты проведенного корреляционно-регрессионного анализа для двух наиболее контрастных зон северной лесостепной и степной (Фрумин,1999). Результаты отображены в таблице 7.
Таблица 7 – Зависимость урожайности пшеницы от суммы месячных осадков вегетационного периода в некоторых агроклиматических зонах
Агроклиматическая зона | Месяц | Уравнение регрессии | Коэффициент корреляции |
Северная лесостепь | Май | Y=14,08-0,068x | -0,32 |
Июнь | Y=7,22+0,093x | 0,67 | |
Июль | Y=17,36-132,1/x | 0,18 | |
Август | Y=1,09xe-0,028x | -0,16 | |
Степь | Май | Y=11,70-24,25/x | 0,04 |
Июнь | Y=8,20+0,09x | 0,52 | |
Июль | Y=0,341xe-0,01x | 0,08 | |
Август | Y=17,13-0,096x | -0,39 |
Отсюда следует, что июньские осадки играют огромную роль в формировании урожая хлебных злаков. Июньская засуха весьма частое явление на Южном Урале, она и сдерживает увеличение урожайности зерновых. Июльский дефицит влаги часто совпадает со вторым критическим периодом злаковых яровых культур особенно при ранних сроках посева (первый критический период приходится на май в период кущения яровых зерновых при ранних сроках посева) (Бараев, 1988). Июльская засуха – явление нечастое в регионе и редко играет роль лимитирующего фактора. Об этом свидетельствует высокая обеспеченность осадков свыше 30 и свыше 40 мм на всем Южном Урале (Фрумин, 1999). Слабая связь урожайности с осадками августа позволяет говорить о их бесполезности в формировании урожая текущего года.