Метод расчета среднего радиуса корневой системы плодового дерева для обоснования схемы расположения системы капельного и подкронового орошения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Метод расчета среднего радиуса корневой системы плодового дерева для обоснования схемы расположения системы капельного и подкронового орошения

Разработана методика определения средней удаленности корней яблони от штамба растения для расчета и обоснования схемы расположения системы капельного или подкронового орошения. Было рассмотрено 2 варианта расчета. Вариант 1 - для нахождения средней удаленности корней от штамба растения вся окружность корневой системы разбивалась на минисектора, в зависимости от угла роспуска радиальных сторон (Ѕ или ј окружности - в зависимости от представленной схемы). Вариант 2 - для нахождения средней удаленности корней от штамба растения определялись площади проекций корневых систем. Были получены следующие значения средней удаленности корней от штамба растения: по первому варианту расчета - для Пепинки литовской, привитой на дусене III (360 ) - 0,79 м, Аниса серого, подвой лесная яблоня (180 ) - 4,04 м и для Ренета Симиренко, привитого на лесной яблоне (90 ) - 3,92 м; по второму варианту расчета - для Пепинки литовской, привитой на дусене III (360 ) - 0,66 м (относительная погрешность определения измеряемого параметра равна 13 %), Аниса серого, подвой лесная яблоня (180 ) - 3,96 м (относительная погрешность 2 %) и для Ренета Симиренко, привитого на лесной яблоне (90 ) - 3,91 м (относительная погрешность 0,25 %).

С учетом приемлемости для практического использования значений относительных погрешностей измерений возможно определение среднего радиуса корневых систем для схем, в которых величина площади сектора схемы составляет 90 по секторам в 15 , 180 - по секторам 30 , 360 - по секторам 60 . При ярко выраженной асимметрии схемы корневой системы, соответственно, для 90-градусных раскопочных секторов по минисекторам в 10 , 180 - по минисекторам в 20 , 360 - по минисекторам в 45 . Нахождение средней удаленности корней от штамба растения с помощью определения площади проекций корневых систем в большей степени подходит для неполных схем, у которых величина площади сектора схемы составляет 90 и 180 .

Одним из условий получения высокого урожая яблок является правильная схема расстановки линий системы капельного или подкронового орошения. При выборе способа полива и технологической схемы расстановки капельниц и (или) системы подкронового орошения необходимо иметь полное представление о характере формирования и распределения корневой системы дерева.

В статье приведены результаты аналитического исследования по оценке погрешности измерений при определении среднего радиуса корневой системы дерева. Для этого использованы данные по расположению корневых систем яблонь, приведенные А. И. Касьяненко и В. А. Колесниковым (рисунки 1-3) в их работах [1, 2].

Рисунок 1. Корневая система двухлетнего саженца яблони
сорта Пепинка литовская, привитого на дусене III (вид сверху) по А. И. Касьяненко [1], в зависимости от величины площади сектора принятой схемы

Рисунок 2. Корневая система десятилетней яблони сорта Анис серый, подвой лесная яблоня (180 ) (вид сверху), по В. А. Колесникову [2]

Рисунок 3. Корневая система семилетней яблони Ренет Симиренко, подвой лесная яблоня (90 ) (вид сверху), по А. И. Касьяненко [1]

При обработке опытных данных по схеме планового расположения корней необходимо определить среднюю удаленность корней от штамба растения (), по установлению которого представлено 2 варианта.

Вариант 1. Для нахождения средней удаленности корней от штамба дерева () вся окружность корневой системы (рисунок 1а), Ѕ (рисунок 1б) или ј (рисунок 1в) окружности разбивается на минисектора, в зависимости от угла роспуска радиальных сторон ().

Получается некоторое количество ограничивающих эти сектора линий, на каждую из которых проецируется близрасположенный в пределах /2 корень (рисунок 4). На ограничивающую линию проецируются корни, попадающие в заштрихованную область (рисунок 4). Таким образом, определяется необходимое количество значений , по которым определяется среднее значение удаленности корней от штамба по соотношению , где - количество линий.

Рисунок 4. Схема для примера расчета средней удаленности корней от штамба для угла б

плодовый капельный дерево

Затем в соответствии с ГОСТ Р 8.736 [3] полученные значения обрабатываются, и рассчитываются нижеследующие показатели:

- относительная погрешность определения измеряемого параметра:

,

где - среднее значение удаленности корней растения, принятое по самому большому количеству измеренных значений, полученных при = 5 ;

- среднее квадратическое отклонение отдельных значений данных измерений от средней удаленности корней:

;

- среднее квадратическое отклонение среднего арифметического значения результата измерений средней удаленности корней растения:

.

Рассмотрим расчет средней удаленности корней от штамба растения () по трем различным вариантам корневых систем (рисунки 1-3). Для примера произведем расчет по проекции (вид сверху) корневой системы двухлетнего саженца яблони сорта Пепинка литовская, привитого на дусене III (рисунок 1в). Сначала рассмотрим представленную ј окружности корневой системы с двумя ограничивающими линиями (рисунок 5а). На каждую линию проецировался расположенный рядом корень, имеющий наибольшую удаленность от штамба растения. Таким образом, находим значения и (в метрах). Определяем среднее значение удаленности корней яблони от штамба по соотношению . Затем ј окружности корневой системы разбиваем на 2 минисектора (рисунок 5б). Следовательно, получаем три ограничивающих эти минисектора линии.

Проецируем на них корни, имеющие наибольшую удаленность, и получаем значения , и . Рассчитываем среднее значение удаленности корней яблони от штамба по соотношению . Аналогичным образом, следуя данной методике, разбиваем проекцию корневой системы на 3, 6, 9 и 18 минисекторов с углом роспуска радиальных сторон, равным, соответственно, 30 , 15 , 10 и 5 и получаем, соответственно, 4, 7, 10 и 19 ограничивающих эти минисектора линий.

Рисунок 5. Схема к определению средней удаленности корней от штамба для углов роспуска радиальных сторон () 90 (а) и 45 (б)

Определяем значения , по которым рассчитываем среднее значение удаленности корней яблони от штамба. Полученные данные сводим в таблицу 1.

Полученные данные статистической обработки сводим в таблицу 2.

Таблица 1. Данные к определению средней удаленности корней от штамба

Таблица 2. Результаты статистической обработки данных измерений и подсчетов по проекции корневой системы двухлетнего саженца яблони сорта Пепинка литовская, привитого на дусене III

Аналогичным образом производим расчет средней удаленности корней от штамба растения () по проекциям корневых систем двухлетнего саженца яблони сорта Пепинка литовская, привитого на дусене III (рисунок 1а и 1б), десятилетней яблони сорта Анис серый, подвой лесная яблоня (рисунок 2) и семилетней яблони Ренет Симиренко, подвой лесная яблоня (рисунок 3). Полученные данные по значениям радиусов сводим в таблицу 3. Результаты статистической обработки данных измерений и подсчетов по приведенным в таблице 3 вариантам опытов сводим в таблицу 4.

Таблица 3. Данные к определению средней удаленности корней яблони от штамба растения по всем опытным вариантам корневых систем

Таблица 4. Результаты статистической обработки данных измерений подсчетов значений радиусов и их отклонений по всем вариантам опытов

На основе результатов таблицы 4 были получены зависимости по погрешностям отдельных измерений среднего радиуса корневой системы в зависимости от угла роспуска радиальных сторон (рисунок 6).

В соответствии с данными измерений и расчетов, приведенных в таблицах 3-4 и графиками (рисунок 6), можно заключить нижеследующее:

- для выполненных подсчетов и измерений средних радиусов корневых систем яблонь по разным вариантам опытов (различным корневым системам, представленным на рисунках 1-3) характерны разные значения относительных погрешностей измерений и подсчетов их значений;

- наибольшие отклонения от истинного значения (от среднего значения удаленности корней, принятого по самому большому количеству измеренных значений) измеряемых радиусов корневых систем яблонь характерны для вариантов, у которых величина площади сектора схемы составляет 90 . Таким образом, можно предположить, что чем более полной является рассматриваемая схема корневой системы, тем на меньшее количество секторов требуется разбивать ее, чтобы получить наиболее близкое к истинному значение среднего радиуса корневой системы;

- с учетом приемлемости для практического использования значений относительных погрешностей измерений возможно определение среднего радиуса корневых систем для схем, в которых величина площади сектора схемы составляет 90 по секторам в 15 , 180 - по секторам 30 , 360 - по секторам 60 . При ярко выраженной ассиметрии схемы корневой системы, соответственно, для 90-градусных раскопочных секторов по минисекторам в 10 , 180 - по минисекторам в 20 , 360 - по минисекторам в 45 .

Вариант 2. Для нахождения определим площади проекций корневых систем (вид сверху). Начинаем с определения наиболее удаленных концов корней от центра корневой системы, затем последовательно соединяем их контурной линией (рисунок 7).

Рисунок 6. Зависимость изменения отклонений отдельных результатов измерений среднего радиуса корневой системы от значения угла сектора

Рисунок 7. Определение площадей проекций корневых систем
(вид сверху):

а) двухлетний саженец яблони сорта Пепинка литовская, привитый на дусене III;

б) десятилетняя яблоня сорта Анис серый, подвой лесная яблоня;

в) семилетняя яблоня Ренет Симиренко, привитая на лесной яблоне

Полученные данные значений площадей проекций корневых систем () по методике, разработанной в Самарской ГСХА [4], и средней удаленности корней яблони от штамба () сводим в таблицу 5.

Таблица 5. Результаты вычисления площадей проекций корневых систем и средней удаленности корней яблони от штамба

Значения средней удаленности корней от штамба растения по двум вариантам расчета приводятся в таблице 6.

Наибольшая относительная погрешность среднего значения удаленности корней, принятого по самому большому количеству измеренных значений в первом варианте расчета, характерна во втором варианте расчета для Пепинки литовской, привитой на дусене III (360 ).

Таблица 6. Значения средней удаленности корней (в метрах) от штамба по двум вариантам расчета

Таким образом, в результате статистической обработки данных аналитического исследования можно сделать вывод, что нахождение средней удаленности корней яблони от штамба ( ) с помощью определения площади проекций (вид сверху) корневых систем в большей степени подходит для неполных схем, у которых величина площади сектора схемы составляет 90 и 180 . Представленные методы расчета пригодны для обоснования схемы расположения системы капельного и подкронового орошения.

Список использованных источников

плодовый капельный дерево

1. Касьяненко, А. И. Плодоводство на карликовых подвоях [Электронный режим] / А. И. Касьяненко. - Режим доступа: http://plodo-vodstvo.narod.ru/books//karl_pod/htm/16.htm, 2014.

2.Колесников, В. А. Корневая система плодовых и ягодных растений / В. А. Колесников. - М.: Колос, 1974. - 509 с.

3. ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. - Введ. 2013-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2013. - 24 с.

4. Методика определения площади листьев с помощью программы "AreaS" [Электронный режим] / А. Н. Пермяков [и др.] // Электронные разработки ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА». - Режим доступа: http://ssaa.ru, 2014.

Размещено на Allbest.ru