Использование земель для несельскохозяйственных целей

Баланс гумуса в почве  в значительной мере зависит от структуры  посевных площадей и чередования  культур в севообороте. После  многолетних трав гумус в почве  восстанавливается полностью, а  после других культур - только частично.

Расчет баланса гумуса в почвах при проектировании севооборотов определяют по количеству азота, выносимого из почвы с урожаем и возвращаемого  почве корневыми и поверхностными растительными остатками, с органическими  и минеральными удобрениями, а также  в процессе его фиксации бобовыми растениями из воздуха.

Поступление азота в  почву с атмосферными осадками и  в процессе несимбиотической фиксации его микроорганизмами незначительны. Они компенсируются потерями в процессе фильтрации грунтовых вод и денитрификации и по этому в проектах внутрихозяйственного землеустройства их не учитывают.

Потери гумуса в результате эрозии и дефляции почвы зависят  от степени развития этих процессов  и носят локальный характер. Поэтому  расчет этих потерь обычно производят при разработке комплекса противоэрозионных мероприятий. В общем, виде баланс гумуса в почве    (Б, ц/га) можно выразить такой формулой:

Б= П-Р           (3.2.1)

где П - приходная часть  гумуса, ц/га;

      Р –расходная  часть гумуса.

Исследованиями установлено, что разные части растений содержат неодинаковое количество азота. Поэтому для определения массы всего выносимого из почвы азота с урожаем каждой культуры, прежде всего, определяют структуру биологической массы урожая: основной и побочной продукции, поверхностных растительных остатков и корней. Выход отдельных частей биологической массы определяют по отношению к урожайности основной продукции на основе данных зональных научно-исследовательских учреждений или по уравнениям регрессии.

По содержанию азота  в каждой отдельной части биологической  массы урожая определяют общий вынос азота из почвы с урожаем. Содержание азота в частях биомассы принимают по данным зональных научно – исследовательских учреждений или по справочным данным.

При этом следует обращать внимание на то, чтобы масса биологических частей урожая и содержание в них азота были приведены к сопоставимому состоянию: их естественной влажности в период уборки, к воздушно-сухому или сырому веществу.

Затем определяют, сколько  растения получат азота за счет растительных остатков и фиксации бобовыми культурами из воздуха. При этом растения могут усвоить не более 50 % азота, образовавшегося в почве за счет растительных остатков.

Из растительных остатков растения могут использовать ориентировочно 50% содержащегося в них азота.

Из общего количества азота, содержащегося в фитомассе  возделываемых растений, исключают  азот, полученный растениями из растительных остатков и в процессе фиксации его  из воздуха. Оставшуюся часть азота  растения получат за счет минерализации гумуса почв, внесения органических и минеральных удобрений. В связи с тем, что интенсивность минерализации гумуса зависит от механического состава почв и технологии возделывания сельскохозяйственных культур, расчетное количество минерализованного азота умножают на соответствующие поправочные коэффициенты К_п и К_т. Это количество азота является основой для определения потерь гумуса в процессе возделывания сельскохозяйственных культур. Они равны 20-кратной величине выноса растениями минерализованного азота почвы и составляют расходную часть баланса гумуса.

Расходную часть баланса  гумуса можно выразить формулой:

Р=[(А х N_a + В х N_B + С х N_c + D x N_d) - (С х N_c х К₁ + D x N_d х К₁ + N_му x К₂ + N_ay х К₃ + N_ф)] х К_п х К_т х 20,                                              (3.2.2)

где А - урожай основной культуры, ц/га;

В - масса побочной продукции, ц/га;

С - масса поверхностных  растительных остатков, ц/га;

D - масса корней, ц/га;

N_a, N_B, N_c, N_d - содержание азота в соответствующей части урожая, %;

N_ф - содержание в фитомассе азота, усвоенного бобовыми из воздуха, ц/га;

К₁ К₂, К₃ - коэффициенты использования азота соответственно из минеральных и органических удобрений, растительных остатков;

К_п, К_т - коэффициенты влияния мехсостава почвы и технологии земледелия на процесс минерализации гумуса;

20 - коэффициент перевода  азота в гумус.

Приходную часть баланса  гумуса П определяют по количеству растительных остатков и вносимых органических удобрении с использованием коэффициентов  их гумификации.

Так как, различные органические удобрения не одинаково влияют на воспроизводство гумуса, их пересчитывают в подстилочный навоз.

Зная приходную и  расходную часть гумуса почвы, определяют его баланс по каждой культуре в  расчете на гектар посева и на всю  посевную площадь отдельных культур по севооборотам и в целом по хозяйству. На основе этих данных определяют потребность хозяйства в удобрениях.

Полученные результаты приведены в таблице 3.2.1. Исходные данные взяты по варианту и из методических указаний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2.1 Расчет баланса гумуса в почвах при планируемой структуре  посевных площадей и урожайности  сельскохозяйственных культур 

	Наименование показателя	Ед. изм. усл.обозн., формула расчета		Название возделываемых  культур в севообороте
				Пар	О.Пш		Яр.Пш	Кукуруза		Яр.Пш					Люпин
1	2	3		4	5		6	7		8			9		10	11
	Исходные данные
1	Посевная площадь, га		S, га	270	300	280			310		235			270
2	Урожайность основной продукции		А, ц/га	-	24	23			210		23			280
3	Внесение азотных удобрений		Mv, ц/га	1	1	1			1		1
3а	в т.ч. азота		NMV, ц/га	0.34	0.34	0.34			0.34		0.34
4	Внесение органических удобрений		Оу, ц/га	60	60	60			60		60
4а	в т.ч. азота		Nov ц/га	0.24	0.24	0.24			0.24		0.24
5	Масса побочной продукции		В, ц/га	-	44.2	31.3			-		31.3
6	Масса поверхностных  растительных остатков		С, ц/га	-	10.2	10			64.2		10			10.6
7	Масса корней		D, ц/га	-	27.4	24.4			34		24.4			20.5
8	Содержание азота в  фитомассе, всего		Nфм	-	1.131	1.252			1.653		1.252
8а	в т. ч. в основной продукции		AxNa. ц/га	-	0.672	0.782			0.735		0.782
8б	В побочной продукции		BxNв, ц/га	-	0.199	0.21			-		0.21
8в	в поверхностных остатках		CxNc, ц/га	-	0.05	0.065			0.51		0.065
8г	в корнях		DxNd, ц/га	-	0.21	0.195			0.408		0.195
9	Получено растениями азота, всего		N, ц/га	-	0.3	0.3			0.689		0.3
9а	в т.ч. из растительных остатков		(CxNc+DхNd)K1	-	0.13	0.13			0.459		0.13
9б	из минеральных  удобрений		NmvхK2	-	0.11	0.11			0.17		0.11
9в	из органических удобрений		NovxK3	-	0.06	0.06			0.06		0.06
9г	путем фиксации из воздуха		Nфб	-	-	-			-		-
10	за счет гумуса почв		Nг,ц	-	0.831	0.952			0.964		0.952
10а	то же с  учетом поправочных коэффициентов  на мехсостав и технологию обработки		NгхКпхКт	-	1.59	1.83			1.85		1.83
11	Потери гумуса на минерализацию (Рга)		NгхКпхКтх20,ц/га	-	31.8	36.6			37		36.6
12	То же на всю  площадь поля		SхРга, ц/га		9540	10248			11470		8601
13	Образование гумуса, всего (Пга)		П, ц/га		11.59	11			19.53		11			12.44
13а	в т.ч. за счет растительных остатков		(C+D)x Kг, ц/га		6.79	6.192			14.73		6.192			12.44
13б	органических удобрений		OyxKг, ц/га		4.8	4.8			4.8		4.8
14	То же на всю площадь поля		SхПга, ц/га		2051	1747			4609		1455			3360
15	Баланс гумуса		П – Р		-7489	-8501			-6861		-7146			3360

 

Всего по севообороту: 29997 ц

Дефицит баланса гумуса почв планируется  покрыть:

за счет навоза: 1232 ц                              соломы:   2937.5 ц                 запашки зеленых растений:  3359 ц.   Итого:  7528.5 ц

Несмотря на предложенные меры дефицит  баланса гумуса не перекрывается. Рекомендуется  изменить структуру севооборота.

 

Всего по севообороту: -29997 ц/га. Дефицит баланса гумуса почв планируется покрыть: за счет навоза 123 ц, запашки соломы 2937.5 ц, запашки  зеленых растений 3359 ц.                         

Расчет Баланса гумуса в почвах при планируемой структуре посевных площадей и урожайности сельскохозяйственных культур показал всего по севообороту дефицит гумуса -29997 ц/га.  Дефицит гумуса в целом по хозяйству можно покрыть за счет изыскания дополнительных источников органического удобрения (в хозяйстве имеется 200 гол. КРС, в том числе 70 гол. коров, 50  гол. овец и 5 гол. лошадей ). Предложенные мероприятия не покрывают дефицит гумуса, в связи с этим считаем целесообразно пересмотреть севооборот, кроме того целесообразно вносить минеральные удобрения с рекомендуемыми нормами.

Следует также иметь  в виду, что длительное систематическое  внесение органических удобрений сопровождается ростом запасов гумуса в почве  не беспредельно. Со временем ежегодный  прирост содержания гумуса уменьшается, а затем стабилизируется на определенном уровне, соответствующем принятой дозе органических удобрений. Однако из этого не следует, что при достижении указанного уровня внесение органических удобрений в почву можно прекратить или уменьшить. Наоборот, для сохранения его на достигнутом уровне необходимо продолжать ежегодное систематическое внесение, с тем чтобы поддерживать высокую биологическую активность почвы.

Наряду с этим проблема бездефицитного баланса гумуса в почвах хозяйства не может быть решена только за счет роста применения органических удобрений. Для этого необходимо равномерное внесение удобрений в оптимальные сроки навозоразбрасывателями, а не бульдозерами на всех полях севооборотов.

Основным органическим удобрением является навоз. В его состав входят все макро- и микроэлементы, которые участвовали в создании растительной массы, использованной для корма животным.

В отличие от минеральных удобрений навоз при разложении в почве постепенно освобождает питательные вещества в течение всего вегетационного периода, не создавая повышенной концентрации солей в почвенном растворе.

Количество получаемого  навоза (помета) и его удобрительная  ценность во многом зависят от выхода экскрементов животных и птицы и их химического состава.

 

3.3 Определение потерь от эрозии

 

По материалам полевого почвенного обследования и корректировки  материалов ранее проведённых обследований почв хозяйства определяются полные потери почв по  видам  сельскохозяйственных  угодий (Q_п ). Они равны сумме потерь почв на слабосмытых (Q_сл ), среднесмытых (Q_ср ) и сильносмытых (Q_си ) почвах:

Q_п = Q_сл + Q_ср Q_си                      (3.3.1)

Полные потери со слабосмытых  почв (Q_сл )и среднесмытых почв (Q_ср ) определяют по формуле 2.4.2:

Q_{cл; cр} = 100 h_A k·q_A ; т/га;           (3.3.2)

где Q – масса смытой почвы соответственно со слабоэродированных (Q_cл ) и среднеэродированных (Q _cр) почв, т/га;

100 – коэффициент размерности  для перехода от мощности гумусового  слоя в см и площади 1 га в квадратных метрах к объёму в м³ /га;

h_A – средняя мощность гумусового горизонта не смытых почв. Принимают по данным полевого почвенного обследования. Условно можно принять равным глубине пахотного горизонта 25см.

k – коэффициент потери почв, равный для слабо смытых почв 10-30% (в среднем 25%), для среднесмытых почв 31-75% (в среднем 50%) и от мощности несмытого гумусового горизонта А.

q_A – средняя плотность (объёмный вес) почв гумусового горизонта, г/см³ , равная 1,16 – 1,20.

Полные потери сильносмытых почв и оврагов (Q_си) определяют по формуле 3:

Q_cu= 100 * (h_A · q_A + 0,75 · h_B · q_B ),                (3.3.3);

где h_B – средняя мощность гумусового горизонта В, см;

q_B – средняя плотность (объёмный вес) почв гумусированного горизонта В, г/см³ ,

2. Затем необходимо  дифференцированные полные годовые  потери почвы по культурам,  исходя из структуры посевных  площадей хозяйства и коэффициентов  эрозионной опасности сельскохозяйственных  культур по формуле (4):

* k_i., т/га, где                               (3.3.4)

Q_i - нормативный смыв почвы по культурам в зависимости от степени смытости почв, т/га;

Q_п – полный годовой смыв почвы на пашне, т/га;

k_i – коэффициент эрозионной опасности i-ой культуры;

d_i – доля i-ой культуры в общей площади севооборота.

По данным экспликации  почв и размещению культур в севооборотах распределите посевные площади культур  по почвам учётом степени их смытости.

Затем на основе распределения  сельскохозяйственных культур по полям  севооборота и коэффициентов  эрозионной опасности культур рассчитайте нормативный смыв почвы по культурам, севооборотам и по хозяйству в целом.