Assessment of influence of fertilization quality on crop yield
https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-5-16-21
Abstract
To study the dependence of crop yields on the quality of fertilizer application, the authors theoretically investigated the responsiveness of plants to increasing fertilizer doses and the distribution of the fertilizer dose over the field. We obtained a mathematical model of the dependence of yields on the dose and the quality of fertilizer application. It was revealed that the average dose and the unevenness of their distribution, which is characterized by the coefficient of variation, affect the yield of agricultural crops, and consequently the effectiveness of fertilizers. As unevenness increases, the responsiveness function transforms: the maximum possible yield decreases significantly, the maximums of the graphs shift towards smaller doses. The decrease in yield also depends significantly on the nature of the responsiveness functions. The greatest fall of this indicator should be expected with its parabolic change depending on the increasing doses of fertilizers applied. It has been proved that when applying 40 kg of active ingredient (ai) per 1 hectare and increasing the coefficient of dose variation from 0 to 60 percent, the yield reduction does not exceed 1 percent, at higher doses (120 kg ai per ha) it reaches 7 percent. It is established that the yield depends on the degree of uneven distribution of fertilizers, the fertilizer dose and the type of yield curves.
About the Authors
G. I. Lichman
Federal Scientific Agricultural Engineering Center VIM
Russian Federation
Russian Federation
A. A. Lichman
All-Russian Institute of Agrarian Problems and Informatics named after A.A. Nikonov
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Лачуга Ю.Ф., Савченко И.В., Чекмарев П.А., Шогенов Ю.Х., Кирсанов В.В., Шумов Ю.А., Голубев Д.А., Измайлов А.Ю., Мазитов Н.К., Кряжков В.М., Лобачевский Я.П., Елизаров В.П., Смирнов И.Г., Шайхов М.К., Жук А.Ф., Марченко О.С., Сорокин Н.Т., Белых С.А., Рычков В.А., Солдатова Т.Г. и др. Влагоаккумулирующие технологии, техника для обработки почв и использование минеральных удобрений в экстремальных условиях. ВНИМС. Рязань, 2014. 246 с
2. Измайлов А.Ю., Гришин А.А., Гришин А.П., Лобачевский Я.П. Экспертные системы интеллектуальной автоматизации технических средств сельскохозяйственного назначения // Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий: Сборник докладов Международной научно-технической конференции. М.: ВИМ, 2014. С. 3790-382
3. Пат. N2452167 РФ Способ и устройство дифференцированного припосевного внесения основных и стартовых доз минеральных удобрений / Марченко Н.М., Марченко А.Н., Лобачевский Я.П., Личман Г.И., Педай Н.П., Михеев В.В., Рогачев В.Р., Тыкушин А.А. // Бюл. 2012. N16
4. Измайлов А.Ю., Хорошенков В.К. Автоматизированная система управления посевом и внесением удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. N4. С. 9-12
5. Измайлов А.Ю., Артюшин А.А., Смирнов И.Г., Марченко Н.М., Личман Г.И., Евтюшенков Н.Е., Марченко Л.А., Хорошенков В.К. Концепция развития системы оперативного управления и предупредительной диагностики технического состояния автотранспортных и других мобильных технических средств, применяемых в сельском хозяйстве с использованием ГЛОНАСС/GPS. М.: ВИМ, 2013. 85 c
6. Колесникова В.А. Научно-техническое решение дифференцированного применения жидких средств химизаций в системе координатного земледелия // Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: Сборник докладов XI Международной научно-практической конференции. Ч. 2. М.: ВИМ. 2010. С. 638-645
7. Virk S.S., Mullenix D.K., Sharda A., Hall J. B., Wood C.W., Fasina O.O., McDonald T.P., Pate G.L., Fulton J.P. Case Study: Distribution Uniformity of a Blended Fertilizer Applied Using a VariableRate SpinnerDisc Spreader. Applied Engineering in Agriculture Vol. : 2013; 29(5): 1-11
8. Измайлов А.Ю., Артюшин А.А., Колесникова В.А., Личман Г.И., Марченко Н.М., Марченко А.Н., Марченко Л.А., Мочкова Т.В., Смирнов И.Г. Методические рекомендации по применению средств химизации в системе точного земледелия. М.: ВИМ, 2016. 100 с
9. Личман Г.И., Марченко Н.М., Колесникова В.А., Марченко А.Н. Переходные режимы дозирующих органов машин для внесений удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. N4. С.30-33
10. Личман Г.И., Батурин В.А., Марченко А.Н. Определение доз при дифференцированном внесении удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2012. N3. С.35-37
11. Овчинникова Н.Г., Главацкий Б.А. Обоснование показателей качества внесения удобрений // Направление исследований и разработок машин для внесения в почву минеральных удобрений: Сборник научных трудов М.: ВИУА, 1983. C. 33-39
12. Stone K. C., Camp C. R., Sadler E. J.,. Evans D. E, Millen J. A. Corn Yield Response to Nitrogen Fertilizer and Irrigation in the Southeastern Coastal Plain. Applied Engineering in Agriculture. Vol. . 2010; 26(3): 429-438
13. Shillito R. M., Timlin D. J., Fleisher D., Reddy V.R., Quebedeaux B. Yield Response of Potato to Spatially Patterned Nitrogen Application. Agriculture, Ecosystems and Environment. 2009; 129: 107-116
14. Moulin A. P., Cohen Y.,. Alchanatis V, Tremblay N., and Volkmar K.Yield Response of Potatoes to Variable Nitrogen Management by Landform Element and in Relation to Petiole Nitrogen. A case study. Canadian Journal of Plant Science. 2012; 92: 771-781
15. Norremar M., Griepentrog H.W., Nielsen J., Sogaard H.T. The development and assessment of the accuracy of an autonomous GPSbased system for intrarow mechanical weed control in row crops. Biosystems engineering. 2008: 101; 8: 396-410
16. Колесникова В.А., Башкирова Т.Н., Мочкова Т.В. Экологически безопасное технологии применения жидких минеральных удобрений и средств защиты растений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2009. N3. С. 41-45
17. Личман Г.И., Марченко Н.М., Смирнов И.Г. Информационные технологии в системе точного земледелия. Сборник научных докладов. М.: ВИМ. 2012. Т. 2. С. 303-308
18. Колесникова В.А., Мочкова Т.В., Башкирова Т.Н. Экологически безопасные технологии применения жидких минеральных удобрений и средств защиты растений // Экология и сельскохозяйственная техника: Материалы 4й научно-практической конференции. СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2005. С. 123-128
Review
For citations:
Lichman G.I., Lichman A.A. Assessment of influence of fertilization quality on crop yield. Agricultural Machinery and Technologies. 2017;(5):16-21. (In Russ.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-5-16-21
Views:
1073
Email this article 