Солнечная радиация, ФАР

Температура воздуха, почвы и растения всегда зависит от количества солнечной радиации, которое падает на данную площадь. Суммарная солнечная радиация включает прямую, поступающую непосредственно от солнца, и рассеянную, поступающую от небосвода в результате рассеяния солнечной радиации атмосферой. Часть суммарной солнечной радиации отражается от земной поверхности, другая часть превращается в тепло.
Интенсивность радиации зависит от характера подстилающей поверхности, облачности, а также высоты солнца и времени года. Прямая солнечная радиация изменяется под влиянием как экспозиции, так и крутизны склона. Рассеянная радиация на склонах небольшой крутизны любой ориентации не отличается от рассеянной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность.
Наибольшие различия наблюдаются в приходе прямой радиации на северные и южные склоны. При увеличении угла наклона к южным склонам величина ее возрастает. Северные склоны в течение всего года получают прямой радиации меньше, чем горизонтальная поверхность, и с увеличением угла наклона ее величина уменьшается. С юга на север различия в приходе прямой радиации к северным и южным склонам возрастают. Больше всего дополнительной солнечной радиации получают южные склоны ранней весной и поздней осенью, когда солнце стоит невысоко.
Восточные и западные склоны крутизной до 20° получают за сутки примерно столько же или несколько меньше прямой солнечной радиации, чем горизонтальная поверхность. С увеличением крутизны поступление тепла от солнца к восточным и западным склонам несколько уменьшается.
Суммарная солнечная радиация, приходящая на горизонтальную поверхность, приведена в справочниках по климату, а расчет на наклонные поверхности разных экспозиций и крутизны проводят с помощью специальных коэффициентов (табл. 34).

Растения в процессе фотосинтеза усваивают часть приходящей энергии солнца, которая называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Это световые лучи с длиной волны от 0,38 до 0,71 мкм. Величину поступающей от солнца ФАР можно рассчитать по формуле

где S - прямая радиация, поступающая на горизонтальную поверхность; D - рассеянная радиация.
Посевы со структурой, близкой к оптимальной, за вегетацию поглощают 50-60% падающей на них ФАР. Часть ее, используемую растениями для фотосинтеза и выраженную в процентах, называют коэффициентом использования ФАР или коэффициентом полезного действия ФАР. По А.А. Ничипоровичу, посевы сельскохозяйственных культур по использованию ФАР можно разделить на следующие группы: обычные - 0,5-1,5%, хорошие 1,5-3,0%, рекордные - 3,5-5,0% и теоретически возможные - 6-8%.
При расчете потенциальной урожайности по приходу ФАР пользуются формулой

где Убиол - биологическая урожайность абсолютно сухой растительной массы, т/га; ?Qфар - количество приходящей ФАР за период вегетации культуры, млн МДж/га; Kфар - запланированный коэффициент использования ФАР, %; Дн.м - доля надземной массы, %; q - количество энергии, выделяемое при сжигании 1 кг сухого вещества биомассы (16,76 МДж): 10в5 - коэффициент для пересчета в тонны.
В зависимости от длины вегетационного периода величины приходящей ФАР на территории России сильно различаются: в приполярных зонах приход ее соответствует 0,42-0,63 млн, а на Северном Кавказе 2,52-2,94 млн МДж/га, что обусловливает разное количество возможного накопления биомассы. В таблице 35 приведена биологическая урожайность при КПД ФАР 3%.