2.1 Порядок расчета баланса гумуса при проектировании севооборотов

1. 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.

2. 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.

3. 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 (1)

Где П - приходная часть гумуса, ц/га;

Р –расходная часть гумуса.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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 + DxN_d) - (С х N_c х К₁ + DxN_d х К₁ + N_муx К₂ + N_ay х К₃ + N_ф)] х К_п х К_т х 20, (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.

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

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

10. 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 [5].

Полученные результаты приведены в таблице 1.

Таблица1. Расчет баланса гумуса в почвах при планируемой структуре посевных площадей и урожайности сельскохозяйственных культур в проекте внутрихозяйственного землеустройства СПК «Мариинский».

№	Наименование показателя	Ед.изм.,усл.обозн.,формула расчета		Название возделываемых культур в севообороте
				пар		озимая пшеница		яровая пшеница		Горох	яровая пшеница		ячмень
Исходные данные
1	2	3	4		5		6		7			8		9
1	Посевная площадь,га	S,га	270		270		270		280			280		230
2	Урожайность основной продукции	А,ц/га	0		23		24		19			24		25
3	Внесение азотных удобрений	Мv,ц/га	0		0		0		0			0		0
3а	в т.ч. Азота	Nmv,ц/га	0		0		0		0			0		0
4	Внесение органических удобрений	Ov,ц/га	80		80		80		80			80		80
4а	в т.ч. азота	Nov,ц/га	0,4		0,4		0,4		0,4			0,4		0,4
5	масса побочной продукции	В,ц/га	0		42,5		31,3		33,6			31,3		27,9
6	масса поверхностных растительных остатков	С,ц/га	0		9,8		10		6,6			10		9,9
7	масса корней	D,ц/га	0		26,5		24,4		21,41			24,4		24,6
8	содержание азота в фитомассе,всего	Nфм	0		1,078		1,286		1,772			1,286		1,01
8а	в т.ч. В основной продукции	A*Na,ц/га	0		0,644		0,816		0,855			0,816		0,525
8б	в побочной продукции	B*Nв,ц/га	0		0,191		0,210		0,470			0,210		0,140
8в	в поверхностных остатках	C*Nс,ц/га	0		0,044		0,065		0,083			0,065		0,050
8г	в корнях	D*Nd,ц/га	0		0,199		0,195		0,364			0,195		0,295
9	получено растениями азота,всего	N,ц/га	0,1		0,222		0,23		0,414			0,23		0,79
9а	в т.ч. Из растительных остатков	(C*Nс+D*Nd)K 1	0		0,122		0,13		0,224			0,13		0,69
9б	из минеральных удобрений	Nmv*K2	0		0		0		0			0		0
9в	из органических удобрений	Nov*K3	0,1		0,1		0,1		0,1			0,1		0,1
9г	путем фиксации из воздуха	Nфб	-		-		-		0,09			-		-
10	за счет гумуса почв	Nг,ц	-		0,856		1,056		1,358			1,056		0,22
10а	то же с учетом поправочных коэффициентов на мехсостав и технологию обработки	Nг*Кп*К1	-		1,027		1,267		2,173			1,267		0,264
11	потери гумуса на минерализацию(Рга)	Nг*Кп*Кт*20,ц/га	-		20,54		25,34		43,46			25,34		5,28
12	То же на всю площадь поля	S*Pга,ц/га	-		5545,8		6841,8		12168,8			7095,2		1214,4
13	Образование гумуса,всего(Пга)	П,ц/га	64		12,9		12,6		12,0			12,6		12,6
13а	в т.ч. За счет растительных остатков	(C+D)*Kг,ц/га	-		6,5		6,2		5,6			6,2		6,2
13б	органических удобрений	Oy*Kг,ц/га	6,4		6,4		6,4		6,4			6,4		6,4
6	То же на всю площадь поля	S*Пга,ц/га	1728		3492,2		3399,8		3360,6			3525,8		2900,3
15	баланс гумуса	П-P	1728		-2053,6		-3442		-8808,2			-3569,4		1685,9

Всего по севообороту: -14 459,3

Расчет баланса гумуса в почвах при составлении проектов внутрихозяйственного землеустройства.

5 - Масса побочной продукции:

Озимая пшеница: В=1,7а+3,4; где а – урожайность продукции, ц/га

В=1,7*23+0,6=42,5 ц/га

6 - Масса поверхностных растительных остатков:

Озимая пшеница: С=0,4*23+0,6=9,8 ц/га

7- Масса корней:

- Озимая пшеница: D=0,9*23+5,8=26,5 ц/га

8 Содержание азота в фитомассе, всего:

8а) в основной продукции:A*N_а /100, ц/га

- Озимая пшеница: (2,80*23)/100=0,644 ц/га

8б) в побочной продукции: В*N_в /100

- Озимая пшеница: (0,45*42,5)/100=0,191 ц/га

8в) в поверхностных остатках:C*N_с /100, ц/га

- Озимая пшеница: (0,45*9,8)/100=0,044 ц/га

8г) в корнях:D*N_d/100, ц/га

- Озимая пшеница: (0,75*26,5)/100=0,199 ц/га

8-Тогда, содержание азота в фитомассе всего составит:

- Озимая пшеница: N_фм= 0,81+0,13+0,13+0,22=1,29 ц/га

9 Получено растениями азота N, ц/га:

9а) из растительных остатков: (C*N_с + D*N_d)*К₁, где К₁ = 0,5

- Озимая пшеница: (0,044+0,199)*0,5=0,122 ц/га

9в) из органических удобрений:N_ov*K₃, где K₃ = 0,25

N_ov*K₃ = 0,4*0,25=0,1ц/га

10 За счет гумуса почв: N_r=N_фм- N, ц

- Озимая пшеница: N_r=1,078-0,222=0,856 ц

10а) За счет гумуса почв с учетом поправочных коэффициентов на механический состав и технологию обработки:N_r* K_п * К_{т., где} K_п =1.2, К_т=1,0.

- Озимая пшеница: 0,856*1*1.2=1,027ц

11 Потери гумуса на минерализацию: P = N_r* K_п * К_т*20, ц/га

- Озимая пшеница: 1,027*20=20,54 ц/га

12 Потери гумуса на минерализацию на всю площадь поля: S*P, ц/га

- Озимая пшеница: 270*20,54=5545,8ц/га

13а Образование гумуса за счет растительных остатков: (C+D)*K_г,

где K_г – коэффициент гумификации и она равна 0,08.

- Озимая пшеница: (9,8+26,5)*0,08=6,534 ц/га

13б Образование гумуса за счет органических удобрений:

О_у* K_г = 80*0,08=6,4 ц/га

Образование гумуса всего за счет растительных остатков и за счет органических удобрений:

- Пар: П=8 ц/га

- Озимая пшеница: П=6,5+8=14,8 ц/га

14 Образование гумуса со всей площади: S*П, ц/га

- Пар: 270*6,4=1728 ц/га

- Озимая пшеница: 270*12,9=3492,2 ц/га

15 Баланс гумуса: П-Р, ц/га

- Пар: 1728-0=1728 ц/га

- Озимая пшеница: 3492,2-5545,8=-2053,6 ц/га

Таким образом, дефицит баланса гумуса по севообороту:

1728-2053,6-3442-8808,2-3569,4+1685,9=-14459,3ц

Полученный дефицит баланса можно покрыть за счет навоза, соломы и запашки зеленых растений.

За счет навоза:

Коровы: 70*70=1400 ц

Молодняк: 130*60=7800 ц

Овцы: 50*7=350 ц

Лошади: 5*50=250 ц

Таким образом, от крупного рогатого скота получается 1400+7800+350+250=9800 ц навоза.

Итого за счет навоза от всех животных, содержащихся в хозяйстве:

9800* K_г, где K_г - коэффициент гумификации подстилочного навоза, равный 0,08.

9800*0,08=490 ц

За счет соломы: коэффициент гумификации соломы равен 0,1.

Тогда за счет соломы можно будет покрыть:

44515*0,1=4451,5ц.

За счет запашки зеленых растений мы получаем:

(А+С+Д)*K_{г.люпин}*S=(450+14+30,7)*0,04*270=5342,76

Всего за счет навоза, соломы и зеленых растений покроется: 490+4451,5+5342,76=10284,26ц.

Вывод: После проделанных вычислений дефицит баланса гумуса составил 4175,04 ц. так как дефицит огромный, следует изменить севооборот.