КПД фотосинтеза
Эффективность использования солнечной энергии фитоценозом характеризуется КПД фотосинтеза - h.
КПД посевов зависит от срока и плотности посева, от полива, количества внесенных удобрений, от погодных условий и т.п. Наблюдаются заметные различия в среднем за вегетационный период КПД отдельных сельскохозяйственных культур.
КПД посева в целом значительно ниже КПД листьев. Естественными причинами снижения КПД посевов являются:
- недостаточная площадь листовой поверхности в начале вегетационного периода;
- постепенное увеличение в ходе роста затрат на дыхание всех органов растений;
- наличие листьев фотосинтетически не активных из-за их роста;
- наличие листьев, не адаптированных к существующим условиям ФАР внутри посева.
Посевы по их средним значениям КПД подразделяются на четыре группы:
| обычно наблюдаемые | 0,5¸1,5% |
| хорошие | 1,5¸3,0% |
| рекордные | 3,5¸5,0% |
| теоретически возможные | 6,0¸8,0% |
q – средняя энергетическая емкость (калорийность) видов растений (таблица 8.54) варьирует в пределах 3,0¸5,0 ккал/г. Калорийность в экстремальных условиях выше, чем в благоприятных вследствие адаптивных возможностей растений к изменяющимся условиям среды. Калорийность увеличивается от юга к северу.
8.54. Энергетическое содержание единицы сухого органического вещества(МДж/т·103)
| Культура | Растение в целом | Хозяйственно полезный урожай | Побочная продукция | Корни |
| Озимая пшеница | 18,5 | 18,8 | 17,8 | 17,1 |
| Озимая рожь | 19,0 | 19,3 | 18,1 | 16,8 |
| Яровая пшеница | 18,8 | 19,2 | 18,1 | 17,2 |
| Овес | 18,4 | 18,9 | 18,0 | 16,7 |
| Ячмень | 18,3 | 18,8 | 18,8 | 17,0 |
| Горох | 19,0 | 20,5 | 18,8 | 17,6 |
| Картофель | 17,9 | 18,2 | 17,7 | 15,8 |
| Овощные культуры | 14,1 | 14,3 | 13,4 | 12,8 |
| Кормовые корнеплоды | 16,1 | 16,2 | 15,4 | 15,0 |
| Многолетние травы | 18,9 | 18,8 | 18,8 | 19,2 |
| Вика и смеси | 19,2 | 20,4 | 18,9 | 17,5 |
| Люцерна | 21,6 | 21,7 | 21,7 | 18,5 |
Пересчет сухой биомассы Y в урожай хозяйственно полезной продукции y осуществляется на основе соотношения
y=100Y/(100-ω)α (8.24)
где ω – стандартная влажность хозяйственно полезной части урожая, %; α – сумма частей в соотношении масс хозяйственно полезной и побочной продукции в общем урожае биомассы (например, если это соотношение равно 1:1,5, то α=2,5).
Ориентировочные значения отношения m1:m2, коэффициента α и обратного ему коэффициента КХОЗ, показывающего, какую долю в общем урожае сухой биомассы составляет полезная продукция, приведены в таблице 8.55.
Последний необходимый для расчета ПУ параметр – содержание влаги. Для получения сопоставимых результатов все расчеты должны проводиться на так называемую «стандартную» влажность, устанавливаемую для зерновых культур (зерно) на уровне 14%, для картофеля (клубни) – 80%, для корнеплодов и кормовой свеклы – 80%, для многолетних трав (сено) – 16%, для викоовсяной смеси (зеленая масса) – 75%.
8.55. Ориентировочное соотношение хозяйственно полезной
и побочной продукции для различных культур
| Культура | m1:m2 | α | КХОЗ |
| Озимая пшеница | 1:1,5 | 2,5 | 0,40 |
| Озимая рожь | 1:2,0 | 3,0 | 0,33 |
| Яровая пшеница | 1:1,2 | 2,2 | 0,45 |
| Овес | 1:1,1 | 2,1 | 0,48 |
| Ячмень | 1:1,3 | 2,3 | 0,43 |
| Картофель | 1:0,7 | 1,7 | 0,59 |
| Кормовая свекла | 1:0,4 | 1,4 | 0,71 |
Для районов Северо-Запада потенциальная продуктивность культур характеризуется данными, приведенными в таблице 8.56.
8.56. Потенциальная продуктивность сельскохозяйственных культур в районах Северо-Запада при η=2,5%
| Области | ФАР, МДж/кв.м | Абс. сухая биомасса, ц/га | Продуктивность культур, ц/га | ||
| озимая рожь | картофель | зеленая масса трав | |||
| Мурманская | |||||
| Коми | |||||
| Архангельская | |||||
| Карелия | |||||
| Ленинградская | |||||
| Вологодская |