Запасы продуктивной влаги можно определить по следующей формуле:
Где:
W пр – ресурсы продуктивной влаги в мм;
W0 – количество продуктивной влаги в метровом слое почвы к моменту посева яровых или возобновления вегетации озимых, мм;
0,9 – коэффициент использования осадков, выпадающих за вегетационный период;
Ов – осадки за вегетационный период в мм.
Зная остаточное количество влаги в метровом слое почвы (WК) нетрудно рассчитать суммарное водопотребление культуры за период вегетации Е:
Все данные, входящие в формулы, специалист может взять в ближайшей к хозяйству метеостанции, или метеорологическом пункте сельскохозяйственного предприятия, если такой создан и функционирует.
Контроль за суммарным водопотреблением культур на каждом поле хозяйства в течение ряда лет, и учет уровней урожайности позволяет с достаточной точностью определить коэффициент водопотребления К вп, который в дальнейшем используется для расчета величины действительно возможной урожайности Удв по водообеспеченности:
Где:
Е – суммарное водопотребление культур за вегетационный период, мм;
У биол – фактически уровень урожайности абсолютно сухой биомассы, ц/га.
Для удобства расчетов в условиях хозяйства лучше определять товарный коэффициент водопотребления (Кт), т. е. затраты влаги на формирование единицы товарной массы урожая при стандартной влажности. Кт – определяется по фактическим урожаям в хозяйстве за ряд лет и является интегрированным показателем, включающим в себя эффективное плодородие почв и уровень агротехники в хозяйстве. Высокие значения Кт свидетельствуют о низком агротехническом уровне хозяйства. С ростом агротехники, введением интенсификации земледелия значения показателя снижаются и стабилизируются на определенной величине.
Где:
Ут – урожайность фактическая основной продукции при стандартной влажности, ц/га.
Рассчитав коэффициенты водопотребления с.–х. культур в хозяйстве и найдя их средние значения по предшественникам можно приступить к определению Удв.
При определении Удв по водообеспеченности существует два подхода:
1. На основании средней многолетней водообеспеченности (стратегия нормы).
2. На основании климатически оптимальной стратегии.
Первый подход прост и широко применяется в хозяйствах. Суть его заключается в том, что на основании средних многолетних данных определяются ресурсы продуктивной влаги и по соотношению:
Находят действительно возможную урожайность по среднемноголетней водообеспеченности (Удв. ср. многол.)
W ср – ресурсы продуктивной влаги по среднемноголетним данным (мм);
Кт – усредненный товарный коэффициент водопотребления с. - х. культур, мм/ц.
Однако в связи с непредсказуемостью количества осадков на предстоящий с.-х. год при ориентации на среднюю многолетнюю водообеспеченность, в годы с осадками выше нормы возможны значительные потери в урожае, т. к. в первом минимуме могут оказаться другие факторы.
Исследования академика Шатилова И. О. показали, что при программировании урожаев следует ориентироваться не на среднюю многолетнюю водообеспеченность, а на водообеспеченность, соответствующую оптимальной стратегии.
Суть этой стратегии заключается в том, что урожайность рассчитывается на такой уровень водообеспеченности, чтобы выигрыш от прибавки в урожае в благоприятные годы перекрывал потери от затрат на внесение удобрений и формирование структуры посева в неблагоприятные. Или говоря другими словами выигрыш от дополнительных ежегодных затрат на урожай в благоприятные годы должен быть выше суммы этих затрат в неблагоприятные.
Расчет водообеспеченности осуществляется по формуле:
Где:
WСр – средние многолетние ресурсы продуктивной влаги, (мм)
I 0 –эмпирический коэффициент действия неучтённых факторов.
D – среднеквадратичное отклонение ресурсов продуктивной влаги за длительный промежуток времени в мм.
Где:
W пр – ресурсы продуктивной влаги за годы наблюдений, мм;
N – количество лет наблюдений.
Урожайность, соответствующая климатически оптимальной стратегии находится по соотношению:
Из-за неравномерности выпадения осадков по агроклиматическим районам области расчет действительно возможных урожаев по среднемноголетней влагообеспеченности и климатически оптимальной влагообеспеченности следует проводить дифференцированно для каждого хозяйства, а в дальнейшем для каждого поля с учетом почвенных особенностей и рельефа местности.