У большинства сельскохозяйственных культур существует множество гибридов и разновидностей. Многие теплолюбивые культуры имеют разные сроки созревания. Единицы накопления тепла (Crop Heat Units (CHU)) дают возможность создать систему индексирования, которая может помочь фермерам выбрать наиболее подходящие гибриды и разновидности для своего региона. Эта система индексов была изначально разработана специалистами Университета Гельфа (Канада) Д.М. Брауном и А. Бутсмой для фермерского производства кукурузы и использовалась в Онтарио на протяжении тридцати лет. Оценка биологически активных сумм температур (CHU) для определенной культуры основана на суммарно аккумулированных тепловых единицах за свободный от морозов период в любом районе провинции. В данной публикации описаны биологически активные суммы температур, которые имеются в различных районах провинции, даны оценки гибридов и разновидностей некоторых культур.

Автор:
В. Богданивский
(Статья опубликована в журнале «Зерно» №2, 2006 г.)

Агроклиматические условия Онтарио наиболее соответствуют украинским, поэтому система CHU успешно может быть использована отечественными агропромышленниками в целях подбора гибридов и сортов теплолюбивых культур и для расчета затрат на выращивание и получение урожая. Описанная ниже методика дает возможность каждому самостоятельно определить, с какими показателями CHU требуется гибрид для конкретного региона страны в соответствии с особенностями климата.

В прошлом номере журнала мы приводили таблицу соответствия разных систем относительной спелости, чтобы вы могли сами определить, например, с какими показателями ФАО вам нужен гибрид для посева в вашей зоне согласно расчитанному вами показателю CHU.

 

Расчет накопления единиц тепла для определенных культур

Темпы развития культур от момента посева до состояния спелости зависят, в основном, от температуры. Холод замедляет процесс созревания, а тепло ускоряет его. Другие природные факторы, такие как, например, световой период, то есть период от восхода солнца до заката, плодородие почвы и наличие влаги в почве, также могут оказывать влияние на темпы развития культуры.

Показатели температуры воздуха обычно выражаются в виде ежедневных минимальных (мин.) и максимальных (макс.) температур. Температура измеряется с помощью термометров, калиброванных на минимальные и максимальные температуры. Эти термометры должны быть расположены в хорошо вентилируемых укрытиях, выкрашенных в белый цвет. Измерение может также проводиться посредством электронного сенсорного датчика, подсоединенного к записывающему устройству.

Дневная сумма тепловых единиц для определенной культуры вычисляется на основании этих минимальных и максимальных температур. Соотношение дневного времени использует 10 °C (50 °F) в качестве базовой величины и 30 °C (86 °F) – в качестве оптимальной величины, потому что теплолюбивые культуры не развиваются, если дневная температура падает ниже 10 °C, и развиваются намного быстрее при температуре 30 °C. Для ночного соотношения в качестве базовой величины используется 4,4 °C (40 °F), а оптимальная температура не определяется, поскольку ночные минимальные температуры очень редко в Онтарио превышают 25 °C.

На графике (рис. 1) соотношение ночных температур показано в виде прямой линии, в то время как соотношение дневных температур представляет собой кривую линию, которая отражает большее количество тепловых единиц при 30 °C, чем при более низких или более высоких температурах. Дневные тепловые единицы высчитываются с использованием среднего числа двух дневных показателей из уравнения, отображенного на рис. 1, или они могут быть взяты из матрицы в Приложении.

Распределение тепловых единиц, необходимых для определенных теплолюбивых культур

Биологически активная сумма температур, которая доступна для таких нежных культур, как кукуруза, соя, томаты и др. отображает среднюю сумму тепловых единиц, с самого раннего сева до логического окончания сезона выращивания. Средняя сумма тепловых единиц основана на каждодневных накоплениях между этими датами на протяжении каждого года, начиная с 1961 по 1990 год в расположении каждой метеорологической станции.

Весенняя дата сева (дата, когда начинается накопление биологически активных тепловых единиц) оценивается следующим образом:

1) последний день из трех дней подряд, когда дневные температуры воздуха равняются или превышают 12,8 °C (55 °F), или

2) начальная дата для этого трехдневного периода каждый год оказывалась после даты, когда весной средняя дневная температура за 30 лет на каждой метеостанции достигала 10 °C (50 °F).

Дата окончания сезона или дата остановки накопления биологически активных температур представляет собой дату, предшествующую:

1) первому фиксированию показателя -2 °C (28 °F) или

2) дате, когда средняя дневная температура за 30 лет снижалась до 12 °C или ниже.

 

Метод вычисления биологически активных сумм температур или единиц накопления тепла

Описанный выше метод, который использовался для определения биологически активных сумм температур в 1961-1990 гг., несколько отличается от метода, с помощью которого подготавливалась предыдущая температурная карта, основанная на показателях за 1931-1960 гг. Тем не менее, обе карты очень похожи. При этом использовались новые критерии в отношении дат начала и окончания сезона. Вычисление CHU производилось с помощью компьютеров по каждому дню каждого из 30 сезонов выращивания.

Географическая широта, высота над уровнем моря и удаленность от Великих Озер оказывают влияние на дневные температуры. Эти факторы заметно влияют на биологически активную сумму температур (сумму CHU) на юге Онтарио.

Уклон и тип почвы в конкретном месте также влияют на температуру. Например, южные склоны получают больше тепла, чем северные, а песчаные почвы нагреваются быстрее, чем суглинистые или глинистые. Это делает невозможным оценить рейтинг биологически активной суммы температур (CHU) точнее, чем на 50 тепловых единиц для любой местности.

Количество тепловых единиц, которое нужно вычесть из среднего количества тепловых единиц для конкретной культуры, показывает, что в 20% лет (1 год из 5) имеющееся количество тепловых единиц оказывается на 140 или более единиц меньше среднего показателя. Следовательно, для того, чтобы кукуруза, выращиваемая на зерно, достигла физиологической спелости до первого губительного мороза в течение четырех лет из пяти, фермерам следует выбирать свои высеваемые в самые ранние сроки гибриды на 140 тепловых единиц меньше, чем рейтинг, который указывается на карте для их местности.

Более поздние посевы или более ранний сбор урожая предполагает меньшую сумму получаемых тепловых единиц. Следовательно, гибриды и разновидности культуры могут отбираться на основе предположения, что накопление тепловых единиц составляет примерно 100 единиц в неделю в начале сезона выращивания, то есть в мае, и в конце периода, предшествующего наступлению морозов.

 

Рейтинги биологически активных сумм температур (CHU) для гибридов и разновидностей сельскохозяйственных культур

Гибриды и разновидности оцениваются в соответствии с суммой температурных единиц, которые обычно накапливаются с момента сева до наступления физиологической спелости. Например, гибриды кукурузы оцениваются на основе суммы, требующейся для того, чтобы влажность зерна достигла 32%, а разновидности сои оцениваются в зависимости от суммы накопленного тепла, которое необходимо для того, чтобы 95% стручков у данной разновидности приобрело коричневый цвет. Фермеры могут выбирать гибриды и разновидности, которые подходят для их местности и дат сева, используя систему рейтинга CHU.

В связи с легкой изменчивостью, наблюдаемой в реакции определенного гибрида или разновидности на окружающую среду, и в зависимости от точности измерения максимальных и минимальных дневных температур невозможно оценить гибрид точнее, чем на ближайшие 100 тепловых единиц. Сравнения относительных стадий спелости позволяют предполагаемым гибридам и разновидностям находиться в пределах 50 тепловых единиц, сразу же выше или ниже друг друга в списке, из-за их относительной спелости при уборке урожая.

Для таких культур, как соя и другие бобовые культуры, которые сеются позднее, а созревают раньше, чем кукуруза, доступные CHU можно определить путем вычитания тепловых единиц из расчета 100 единиц за каждую неделю, на которую сезон выращивания был укорочен.