• 12-636-18-51
  • wydawnictwo@plantpress.pl
ogrodinfo.pl
sad24.pl
warzywa.pl
Numer 09/2002

KOMPUTER W OPTYMALIZACJI WZROSTU I PLONOWANIA WARZYW

Programy komputerowe przeznaczone do przeprowadzania symulacji wzrostu roślin mogą być wykorzystywane do optymalizacji produkcji. Jednak obecnie mają one przede wszystkim zalety poznawcze. Możliwość sprawdzenia, jak wpływają poszczególne czynniki na wzrost roślin, podnosi wiedzę producentów i pokazuje, jakie skutki mogą wynikać z błędów w uprawie. Pozwala to na lepsze zrozumienie potrzeb roślin. Jednocześnie daje możliwość bardziej krytycznego podejścia do różnego rodzaju zaleceń uprawowych.
Zasady symulacji
Programy wykonują analizy dla każdego dnia uprawy. Najpierw obliczana jest ilość światła, jaką zatrzymały liście, następnie masa, wytworzona dzięki zaabsorbowanemu światłu, a na końcu określany jest rozdział wyprodukowanej masy do poszczególnych organów rośliny (korzeni, liści, owoców — rys. 1).

RYS. 1. PODSTAWOWE ZALEŻNOŚCI UWZGLĘDNIANE PRZEZ PROGRAMY KOMPUTEROWE - SYMULUJĄCE WZROST I PLONOWANIE WARZYW


Przyrost masy liści powoduje, że zwiększa się ilość absorbowanego światła, co uwzględniane jest w obliczeniach dla następnego dnia. Wiele programów dla obliczenia przyrostu masy roślin określa wydajność fotosyntezy i oddychania, inne wykorzystują zależność pomiędzy ilością światła zaabsorbowanego przez rośliny a ich wzrostem. Zazwyczaj obliczenia wykonywane są przy założeniu, że roślina ma stworzone optymalne warunki wzrostu. Przy mniej sprzyjających zmniejszana jest odpowiednio produkcja masy z zaabsorbowanego światła. Programy do przeprowadzania symulacji wzrostu w uprawach pod osłonami są dość proste, gdyż wiele czynników można w tych uprawach kontrolować. Bardziej skomplikowane są programy dla warzyw w uprawach polowych, gdzie spotyka się duże zróżnicowanie warunków, zwłaszcza glebowych. Najbardziej zaawansowane programy, do przeprowadzania symulacji wzrostu roślin wymagają od korzystającego z nich wprowadzenia kilkuset różnych danych dotyczących uprawy. Poniżej przedstawiam uproszczone programy, które służą do optymalizacji wybranych elementów uprawy.

Tomsin
Program ten został opracowany w Holandii dla osób, które chcą poznać zasady doboru temperatury i zawartości CO2 w uprawie całorocznej pomidorów pod osłonami. Symulacja obejmuje fotosyntezę, oddychanie, przyrost poszczególnych organów roślin (liści, łodyg, owoców) oraz wielkość plonu. Tomsin bilansuje ilość wyprodukowanych asymilatów i zapotrzebowanie na nie, a także oblicza liczbę owoców w gronie. W symulacji zostało uwzględnione zrzucanie zawiązków, gdy ilość asymilatów nie wystarcza do ich wyżywienia, co może wystąpić przy niskiej intensywności promieniowania słonecznego oraz zbyt wysokiej temperaturze. Użytkownik musi podać tylko rok uprawy, temperaturę i zawartość CO2, a program wykonuje obliczenia. Rok uprawy wpływa na ilość i rozkład promieniowania słonecznego, temperaturę na zewnątrz szklarni oraz uzyskiwane w tym czasie ceny pomidorów. Na podstawie tych danych program oblicza dla każdego dnia uprawy koszty ogrzewania i dokarmiania CO2, zużycie CO2 oraz przychody ze sprzedaży pomidorów. W dołączonych do programu plikach można znaleźć informacje na temat wpływu uwzględnionych w programie czynników na plonowanie. Na przykład, optymalna temperatura fotosyntezy dla roślin pomidorów mieści się w zakresie 15–25oC. Najwyższe plony uzyskuje się jednak utrzymując temperaturę w granicach 15-17oC. Temperatura poza tym zakresem powoduje zmniejszenie plonu. Ceny owoców wiosną są wysokie, w związku z tym korzystne jest utrzymywanie wyższej temperatury w początkowym okresie uprawy by przyspieszyć dojrzewanie owoców. Później taka temperatura powoduje, oprócz zwiększenia kosztów ogrzewania, wzrost intensywności oddychania, a co za tym idzie zmniejszenie plonu i zysków. Dokarmiając pomidory CO2 uzyskuje się początkowo bardzo znaczny wzrost plonu, jednak po przekroczeniu poziomu 800 ppm wzrost ten jest niewielki, a zużycie CO2 duże. Przekroczenie granicy 1050 ppm prawie nie zwiększa intensywności fotosyntezy oraz wielkości plonu. Przeprowadzając kilkakrotnie symulacje z różnymi parametrami można sprawdzić, o ile procent uzyskany wynik różni się od poprzedniego.

Symar
Ten opracowany w Polsce program służy do przeprowadzenia symulacji wzrostu marchwi oraz określenia wielkości i jakości plonu. Dla jej przeprowadzenia konieczne jest podanie informacji o warunkach wzrostu i czynnikach agrotechnicznych. Podstawowe dane, które należy wprowadzić, zawierają informacje o wschodach marchwi, terminach uprawy, liczbie roślin na jednostce powierzchni oraz wielkości roślin w dniu rozpoczęcia symulacji, a także wartości potencjału wodnego gleby. Drugą grupę danych stanowią informacje ze stacji meteorologicznej dla każdego dnia uprawy, dotyczące minimalnej i maksymalnej temperatury powietrza, usłonecznienia, opadów oraz względnej wilgotności powietrza. Do programu dołączono przykładowe dane meteorologiczne z kilku lat dla okolic Poznania, wykorzystano także zależność pomiędzy ilością zaabsorbowanego światła a wzrostem masy rośliny. W symulacji uwzględniono wpływ temperatury oraz zawartości wody w glebie. Przyjęto, że pozostałe czynniki na przykład nawożenie, ochrona przed chorobami i szkodnikami są na optymalnym poziomie. Program pozwala określić, jak na wielkość plonu oraz wielkość korzeni spichrzowych wpływają długość okresu uprawy i zagęszczenie roślin. Możliwe jest również sprawdzenie różnic we wzroście pomiędzy wczesną, średnio wczesną i późną odmianą marchwi. Program można wykorzystać przede wszystkim do nauki, gdyż nie uwzględniono w nim wielu czynników, między innymi, różnych rodzajów gleby, metod uprawy, a także głębokości siewu i okresu wschodów. Z tego powodu symulację wzrostu za pomocą programu Symar można rozpocząć dopiero po wschodach marchwi.

Dr Włodzimierz Krzesiński jest pracownikiem Katedry Warzywnictwa AR w Poznaniu