6.5. Визначення виносу

біогенних елементів

з сільськогосподарських угідь

Класифікація та характеристики біогенних елементів

Основними джерелами біогенного навантаження в межах аграрних територій є сільськогосподарські угід- дя (сінокоси, пасовища), об'єкти тваринництва, склади мінеральних добрив, природний рослинний покрив та атмосферні опади. Ці джерела поділяють на розсіяні (дифузійні або площинні) та точкові (сконцентровані в обмеженому просторі).

Вплив розсіяних і точкових джерел біогенного навантаження агроекосистем на забруднення ґрунтів визначають: втрати біогенних речовин у рослинництві та тваринництві, їх змив унаслідок ерозійних процесів, винос поживних речовин з комунально-побутовим сто- ком сільських населених пунктів, їх потрапляння у природне середовище з атмосферними опадами.

Втрати біогенних речовин у рослинництві умовно поділяють на природні І техногенні. Природні залежать

переважно від інтенсивності розораності територій, методів землеробства, кількості мінеральних добрив та обсягу кореневих залишків, які утворюються після зби- рання врожаю сільськогосподарських культур, а техно- генні — від порушень під час внесення та транспорту- вання добрив на сільськогосподарських угіддях.

У разі тривалого використання великих доз добрив винос біогенних речовин поверхневим стоком збільшу- ється внаслідок їх накопичення в орному шарі ґрунту, як і навесні, при таненні снігу, внаслідок внесення доб- рив на мерзлий ґрунт. Це підтверджують дані виносу біогенних речовин (мг/л) з сільськогосподарських угідь з поверхневим стоком при внесенні 1 кг діючої речови- ни на 1га (табл. 6.7).

Таблиця 6.7

Иішое біогенних речовин :і поверхневим СТОКОВІ

Внесення добрив	Винос біогенних речовин, мг/л
	.1 11 П	фосфор
Восени під орлику	0,010	0,0013
Восени поверхнево	0,085	0.0310
Восени поверхнево на мерзлий ґрунт	0.216	0.0510
Навесні по талому снігу	0.866	0.5940

Ерозія ґрунту, яка стимулює винос біогенних речо- вин, активно впливає на біогенне забруднення вод, насамперед фосфором.

Розрахунок виносу біогенних елементів із сільськогосподарських угідь

Максимальне поглинання води ґрунтом відбуваєть- ся ранньою весною, тому в цей період необхідно ретель- но контролювати внесення органічних і мінеральних добрив, як і восени, коли ґрунт вільний від рослинності.

Стійкість агроекосистем пов'язана зі станом водних об'єктів. Кількість води, яка проходить крізь ґрунт, змінюється залежно від гранулометричного складу і вологоутри му вальної здатності ґрунту. Чим вищі родю- чість ґрунту та вміст у ньому гумусу, тим більша його гігроскопічність. Водночас забезпеченість рослин біоге-

нами та вологою у найкритичніші фази розвитку сприяє максимальному засвоєнню поживних речовин і змен- шенню їх змиву.

Біогенні елементи надходять до гідрографічної мере- жі з точкових і площинних джерел із прибровкових зон (до 500 м), улоговин, лощин, балок або водоохоронних зон річок.

Винос біогенів із сільськогосподарських угідь (пло- щинні джерела) розраховують на основі відомих агрохі- мічних залежностей, які пов'язують кількість речовин, що виносяться, з властивостями ґрунту, видами та вро- жайністю сільськогосподарських культур.

Добрива різняться за вмістом біогенних речовин (табл. 6.8). Для отримання екологічно чистих врожаїв необхідно використовувати більше органічних добрив.

Таблиця 6Я

Середній вміст біогенних речовин у добривах (%)

Добрива	Азот	Фосфор	Калій
Органічні
Гній змішаний	0.54	0.25	0,7
Перегній	0.7...2	0.6...1,2	0,9
Торф верховий	0.9	0.1	0.01
Торф низинний	2.0	0.2	0,15
Пташиний послід	1,5	1.5	0.9
Каналізаційні стічні	0.01	0,002	0.004
води
Торфомінеральні	0,5	0,3	0.4
аміачні добрива
Мінеральні
Суперфосфат	—	18	—
Фосфоритне борошно	—	19...30	—
Кістяне борошно	—	15...30	—
Амофос	11...12	42...44	—
Нітроамофоска	16	16	16

Розрахункове рівняння для визначення виносу біо- генів з ґрунту основане на врожайності сільськогоспо- дарських культур як інтегральному показнику стану кількох базових факторів (ґрунт, метеорологічні умови, тривалість вегетаційного періоду, кількість використо- вуваних добрив, засоби їх внесення та ін.).

Питомий винос біогенів з площі, зайнятої / н> сільсько- господарською культурою (В,), визначають за формулою:

В, = амк,у, +арЬ,у, + оК^у,, (6.5.1)

де ау, а>, а* — коефіціснтн виносу відповідно азоту, фосфору та калію для різних ґрунтових умов і сільсько- господарських культур (табл.6.9); Ь, — винос біогенів з урожаю, кг/т (табл. 6.10); у, — фактична врожайність сільськогосподарської культури.

Таблиця 6.9

Коефіцієнти виносу біогенних речовин

Культура	Ґрунти		о.
Озима	Дерново-	0.16	0.12	0,07
пшениця	підзолисті, чорноземи звичайні
Озиме жито	Дерново- підзолисті,	0,11...0,12	0.10...0,11	0.01...О.О7
	чорноземи опідзолеиі	0,28	0,11	0.36
	та вилужені
Ярі зернові	Усі ґрунти	0.12...0.48	0.04...0,12	0,12...0,41
(колоскові)
Картопля	Дерново-	0,21—0.30	0,17...0.19	0.32...0.33
	підзолисті, чорноземи	0.13	0.12	0,21
	опідзолеиі
Багаторічні	та вилужені Усі ґрунти	0.50...0.61	0.15...0.25	0.25...0.60
трави

Загальний винос біогенних речовин з водоохоронної зони річки або іншого водного об'єкта встановлюють за формулою:

І^/м -Іад, (6-5-2) 1-І

де ^У^пл —загальний винос біогенів з площі водоохо- ронної зони, кг/рік; В, — питомий винос біогенів з площі, зайнятої сільськогосподарською культурою; л — кількість сільськогосподарських культур на площі водоохоронної зони; 5, — площа, зайнята сільськогос- подарською культурою, га.

Таблиця 6.10 Ниног біогенів ;і Грунту з урожасм (КГ/т)

Культура	Ґрунти	N	г.п.	к.о
Озима пшениця	Дерново-підзолисті,	34.0	9.0	20.0
	чорноземи звичайні.	29.0	10.0	27.0
	каштанові	33,0	10.0	25.0
Озиме жито	Дерново-підзолисті.	21.5	12,0	26.0
	чорноземи звичайні
Яра пшениця	Дерново-п ід зол и сті,	33.0	14.0	26,0
	чорноземи звичайні.	40.0	11.0	23.0
	каштанові	42,0	10.0	32.0
Ярий ячмінь	Дерново - п ід зол исті.	26.0	10.4	17.0
	чорноземи звичайні	30,4	П.4	22.0
Картопля	Дерново-п ід зол ИСТІ	5.0	1.5	7.0
Кормові	Усі Грунти	17.6	6.3	19.5
культури та
багаторічні
трави

ПІД час розрахунків використовують прогнозоване значення врожайності культури. Площу, зайняту культурою, визначають за фактичними даними госпо- дарства щодо структури посівів у водоохоронній зоні річки.

Початкову кількість внесених біогенних елементів визначають за формулою:

і-1

де Н'М1, — вихідна кількість внесених у ґрунт біогенів, кг/рік; т — кількість видів добрив; Ф... — фізична маса у-го виду добрив, що вносяться, т; — середній вміст біогенних елементів у добриві у-го виду.

Фізичну масу добрив розраховують за формулою:

де5, — площа внесення у-го добриво, га;А/, — норма вне- сення у-го добрива, т/га.

Підвищені втрати біогенів можуть спостерігатись за низького рівня технологій використання добрив (табл. 6.11).

Таблиця 6.11

Втрати добрив унаслідок порушень

Вил добрив	Рівень технологій
	високий	середній	низький
^Р^аїчні	5	10	20
Мінеральні	2	4	6

даними таблиці можна обчислити частку втрат біогенних елементів та розрахувати їх сумарний винос з Ділянки внаслідок порушень технології О^р^. кг/рік) за Формулою:

І^=£*Пи^. (6.5-5) >-і

де Я, — частка втрат біогенних елементів унаслідок пору- шень технології внесення /-го добрива; И'исх, — вихідна кількість внесення біогенних добриву-го виду, кг/рік.

Загальна величина виносу біогенів (И^кг/рік) ста- витиме:

втрої»

а ';111' і; і 111; і ;. і витрат

(6.5.6) (6.5.7)

Тема 9

Математичні моделі просторово розподілених екосистем