Ця симуляція реалізує щоденну FAO-модель, яка відстежує розвиток пшениці, кукурудзи або сої від сівби до збирання врожаю. Накопичений термічний час понад базову температуру культури визначає стадію розвитку (ДВС) від 0 до 2, індекс листової поверхні формує намет, а поглинена фотосинтетично активна радіація перетворюється на біомасу через ефективність використання випромінювання. Простий баланс ґрунтової вологи чинить посуховий стрес на щоденний приріст.
Оберіть культуру та налаштуйте день сівби, польову вологоємність у міліметрах, зсув температури й режим водопостачання — незрошуване чи зрошуване. Три режими перегляду показують динаміку росту, щоденну погоду та стрес-фактори. Саме такі радіаційно-керовані моделі з термічним часом лежать в основі реальних агрономічних інструментів для прогнозування врожаю, планування поливу й оцінювання кліматичних впливів на рільництво.
Що саме розраховує ця симуляція?
Вона покроково моделює розвиток однієї культури впродовж до 250 днів від обраної дати сівби, відстежуючи щодня стадію розвитку, індекс листової поверхні, надземну біомасу та врожайність зерна. Кінцеві результати — врожайність і біомаса в тоннах на гектар, тривалість вегетаційного сезону та максимальний індекс листової поверхні.
Як термічний час визначає розвиток рослини?
Щодня додається кількість градусо-діб, що дорівнює різниці між середньодобовою температурою та базовою температурою культури (0°C для пшениці, 8°C для кукурудзи, 6°C для сої). Ці значення накопичуються до вегетативного порогу, а потім — до репродуктивного, просуваючи стадію розвитку від 0 через 1 (антезис) до 2 (стиглість), після чого симуляція завершується.
Що таке ефективність використання випромінювання і як утворюється біомаса?
Щоденний приріст біомаси дорівнює поглиненій ФАР, помноженій на ефективність використання випромінювання (RUE) культури та коефіцієнт водного стресу. Поглинена ФАР обчислюється за законом Бугера-Ламберта-Бера: близько 48% вхідної сонячної радіації перехоплюється залежно від індексу листової поверхні та коефіцієнта екстинкції. RUE коливається від приблизно 1,0 г/МДж для сої до 1,8 для кукурудзи.
День сівби зміщує початок сезону і, відповідно, погоду, яку зустрічає культура. Польова вологоємність визначає обсяг доступного водного запасу. Зсув температури нагріває або охолоджує весь клімат до ±5°C, а перемикач зрошення поповнює ґрунтову вологу замість покладання лише на опади.
Накопичення зерна починається в антезисі, коли стадія розвитку досягає 1. Після цього фіксована частка щоденного приросту біомаси (коефіцієнт наповнення зерна, близько 0,4–0,48 залежно від культури) спрямовується у зерно, а не в листя та стебла.
Балансова модель «відра» поповнює запас ґрунтової вологи опадами та зрошенням, а потім щодня відраховує радіаційно-залежний евапотранспіраційний попит. Коли запасена вода опускається нижче приблизно чверті ємності, коефіцієнт стресу менше 1 зменшує щоденний приріст. Вид «Стрес» відображає ґрунтову вологу, коефіцієнт стресу та стадію розвитку разом.
Модель генерує детерміновану 365-денну помірну кліматичну послідовність, схожу на кліматичний профіль України: температура слідує синусоїді з піком улітку, хмарністю модулюється сонячна радіація, а події опадів є псевдовипадковими. Оскільки послідовність детермінована, ті самі налаштування завжди дають однаковий сезон.
Вона відтворює правильні механізми та реалістичні параметри, що використовуються в операційних агрономічних моделях, тому тенденції адекватно реагують на температуру, вологу та вибір культури. Однак це спрощена навчальна модель: вона не враховує азот, шкідників, ґрунтові шари та особливості сортів, тому абсолютні показники врожайності слід сприймати як орієнтовні, а не польово-точні.
Під час вегетативної фази індекс листової поверхні зростає з термічним часом до максимального значення для культури (до 6 для кукурудзи). Після антезису намет старіє, тому індекс зменшується, знижуючи перехоплення світла та перерозподіляючи ресурси рослини від розвитку листя до наповнення зерна.
Радіаційно-керовані агромоделі використовуються для прогнозування врожаю, планування поливу, вибору оптимальних строків сівби та сортів, а також для оцінювання наслідків зміни клімату. Досліджуючи тут, як тепліші температури, посушливіші ґрунти чи рання сівба впливають на кінцеві показники врожаю, можна побачити ті самі компроміси, які агрономи зважують при плануванні сезону.