2. Розрахунок балансу органічної речовини

Для оцінки процесів трансформації ґрунтової органіки важливо розрахувати баланс органічної речовини. Складний динамічний комплекс органічних речовин, що утворюється при розкладі і гуміфікації органічних решток в ґрунті, називається гумусом. Джерелом утворення гумусу є рештки відмерлих рослин і тварин, продукти прижиттєвого виділення організмів, а також внесення різних видів органічних добрив при ведені сільського господарства.

Процеси, які ведуть до зменшення вмісту гумусу, вмісту гумусу, внаслідок розкладу органічних речовин на доступні рослинам компоненти мінерального живлення, отримали загальну назву „мінералізація”. Обробіток ґрунтів у процесі їх сільськогосподарського використання інтенсифікує мінералізацію гумусу. При переважанні процесів мінералізації над процесами гумусоутворення йде поступове зменшення вмісту гумусу, що може стати причиною деградації ґрунтів.

Таким чином розрахунок балансу органіки зводиться до розрахунку балансу гумусу, тобто розрахунку різниці кількості органіки, що надходить в ґрунт і кількості її, що витрачається в процесі мінералізації.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ:

1.Розрахунок балансу органіки проводимо за формулою:

C=(C(p)+C(0))-C(м), (5)

де C – баланс гумусу в ц/га;

C(p) – утворення гумусу з коренево-поживних решток в ц/га;

C(0) - утворення гумусу з внесених органічних добрив в ц/га;

C(м) – мінералізація гумусу в ц/га.

2. Розраховуємо значення C(p) для кожної культури за формулою

C(p)=У*К2*К3, (6)

де У – урожайність культури в ц/га (див. вих. дані);

К2 – коефіцієнт перерахунку врожаю в коренево-поживні рештки (додаток);

К3 – коефіцієнт гуміфікації рослинних решток (додаток).

C(p)_жито=28*1,2*0,15=168

C(p)_люпин=18*0,15*4,3=11,6

C(p)_ячмінь=25*0,15*1,3=4,9

C(p)_{картопля}=160*0,08*0,12=1,54

C(p)_{багаторічні трави} =80*0,18*1,1=15,84

C(p)_{капуста}=280*0,12*0,08=2,7

C(p)_{кормовий буряк}=500*0,8*0,11=44

C(p)_морква=300*0,12*0,08=2,9

3. Розраховуємо значення C(0) для кожної культури, під яку вносився підстилковий гній за формулою

C(0)= D(0)*К4*W(c)*10, (7)

де D(0) – насиченість площі органікою в т/га (див табл.6);

К4 – коефіцієнт гуміфікації органічних добрив (додаток);

W(c) – вміст сухої речовини в органічних добривах в частках (додаток).

C(0)_жито=2,1*0,25*0,28*10=1,5

C(0)_ячмінь=10,6*0,25*0,28*10=7,4

C(0)_люпин=0

C(0)_{картопля}=9,8*0,25*0,28*10=6,9

C(0)_{багаторічні трави}=0

C(0)_{капуста}=3,3*0,25*0,28*10=2,3

C(0)_морква=4,2*0,25*0,28*10=2,9

C(0)_{кормовий буряк}=5,7*0,25*0,28*10=4

Для культур, під які органіка не вноситься, значення C(0)=0.

4. Розраховуємо винос азоту врожаєм для кожної культури за формулою

N1=Y*w(N), (8)

де N1 – винос азоту врожаєм в кг/га;

Y – урожайність культури в ц/га (див. вих. дані);

w(N) – винос азоту 1 ц основної продукції в кг/ц (додаток).

N1_жито=28*2,9=81,2

N1_ячмінь=25*2,7=67,5

N1_люпин=18*6=108

N1_{картопля}=160*0,5=80

N1_{багаторічні трави}=80*1,7=136

N1_{капуста}=280*0,33=92,4

N1_{кормовий буряк}=500*0,4=120

N1_морква=300*04=200

5. Розраховуємо втрати азоту з ґрунту для кожної культури за формулою:

N2=N1*К5, (9)

де N2 – втрати азоту з ґрунту в кг/га;

N1 – винос азоту врожаєм в кг/га;

К5 – коефіцієнт перерахунку для типу культури (бобові – 0,16; всі інші культури – 0,50).

N2_жито=81,2*0,5=40,6

N2_ячмінь=67,5*0,5=33,75

N2_люпин=108*0,16=17,28

N2_{картопля}=80*0,5=40

N2_{багаторічні трави}=136*0,16=21,76

N2_{капуста}=92,4*0,5=46,2

N2_{кормовий буряк}=200*0,5=100

N2_{морква=}120*0,5=60

6.Розраховуємо загальні витрати азоту з ґрунту, враховуючи вимивання, мікробіологічне споживання і т. д. для кожної культури за формулою:

N3= N2*К6, (10)

де N3 – загальні втрати азоту в кг/га;

N2 – втрати азоту з ґрунту в кг/га

К6 – коефіцієнт перерахунку для виробничої групи культур ( зернові – 1,68; зернобобові – 1,40; однорічні та багаторічні трави – 1,58; просапні - 1,82).

N3_жито=40,6*1,68=68,2

N3_ячмінь=33,75*1,68=56,7

N3_люпин=17,28*1,4=24,2

N3_{картопля}=40*1,82=72,8

N3_{багаторічні трави}=21,76*1,58=34,4

N3_{капуста}=46,2*1,82=84,1

N3_{кормовий буряк}=100*1,82=182

N3_морква=60*1,82=109,2

7. Розраховуємо кількість мінералізованого гумусу для кожної культури в сівозмінах за формулою:

C(м)= N3/5*К7*К8, (11)

де C(м) – мінералізація гумусу в ц/га;

N3 – загальні втрати азоту в кг/га;

К7 – поправочний коефіцієнт на склад ґрунту (додаток);

К8 – поправочний коефіцієнт на особливості зростання культури (додаток).

Якщо культура вирощується як сидеральна, тобто на зелене добриво, то значення C(м)= 0

8. Маючи вище розраховані значення C(p), C(0), C(м), розраховуємо значення C для кожної культури по сівозмінах за формулою 3.5.

Польова №1:

C(м)_жито=68,2/5*1,4*1,2=22,92

C(м)_ячмінь=56,7/5*1,4*1,2=19,05

C(м)_{картопля}=72,8/5*1,4*1,6=32,6

C(м)_{багаторічні трави}=34,4/5*1,4*1=9,6

C(м)_{капуста}=84,1/5*1,4*1,6=37,68

Польова №2:

C(м)_жито=68,2/5*1,4*1,2=22,92

C(м)_люпин=224,2/5*1,4*1,2=8,23

C(м)_{картопля}=72,8/5*1,4*1,6=32,6

C(м)_{багаторічні трави}=34,4/5*1,4*1=9,6

C(м)_{капуста}=84,1/5*1,4*1,6=37,68

Овочева:

C(м)_жито=68,2/5*1,4*1,2=22,92

C(м)_{капуста}=84,1/5*1,4*1,6=37,68

C(м)_морква=109,2/5*1,4*1,6=48,82

C(м)_{кормовий буряк}=182/5*1,4*1,6=81,54

Розраховуємо балансу органіки:

Польова №1:

C_жито=(16,8+1,5)-22,92=-4,62

C_ячмінь=(4,9+7,4)-19,05=-6,75

C_{картопля}=(1,54+6,9)-32,6=-24,16

C_{багаторічні трави}=(15,84+0)-9,6=6,24

C_{капуста}=(2,7+2,3)-3768=-32,68

Польова №2:

C_жито=(16,8+1,5)-22,92=-4,62

C_люпин=(11,07+0)-8,23=2,84

C_{картопля}=(1,54+6,9)-32,6=-24,16

C_{багаторічні трави}=(15,84+0)-9,6=6,24

C_{капуста}=(2,7+2,3)-3768=-32,68

Овочева:

C_жито=(16,8+1,5)-22,92=-4,62

C_{капуста}=(2,7+2,3)-37,68=-32,68

C_морква=(2,9+2,9)-48,92=-43,12

C_{кормовий буряк}=(44+4)-37,68=-31,88

9.Розраховуємо значення С1 в цілому для кожної сівозміни за формулою

∆С1=∑(Сі*Fi)/Fi, (12)

де Сі – розрахований вище баланс гумусу для кожної культури в сівозміні;

Fi - % спеціалізації відповідної культури в сівозміні (таб. 6.)

∆С1_{польова1}=(-4,62*10)+(-6,75*4)+(-24,16*8)+(6,24*4)+(-32,68*4)/30=-12,4

∆С1_{польова2}=(-4,62*10)+(2,84*4)+(-24,16*8)+(6,24*3)+(-32,68*5)/30=-12,4

∆С1_{овочева3}=(-4,62*10)+(-32,68*4)+(-43,12*20)+(-31,88*6)/40=-30,8

10.Розраховуємо значення С2 для господарства в цілому за формулою:

∆ C2=∑(C1j*Fj)/100 (13)

де C1j – розрахований вище баланс гумусу для кожної сівозміни;

Fj – площа в %, яку займає відповідна сівозміна.

∆ C2=(-12,4*30)+(-12,4*30)+(-30,8*40)/100=-19,8

11. Результати розрахунків заносимо в роб. табл.7.

Таблиця 7.

Тип сівозміни	Культури	Урожайність, У, ц/га	Утворений гумус, ц/га		Втрачений гумус, ц/га					Баланс гумусу С, ц/га
			з рослинних решток С(р)	з органічних добрив С(0)	виніс азоту врожаєм N1	втрати азоту з ґрунту N2	загальні втрати азоту N3	мінералізований гумус С(м)
Польова 1	жито	28	16,8	1,5	81,2	40,6	68,2	22,92	-4,62
	ячмінь	25	4,9	7,4	67,5	33,75	56,7	19,05	-6,75
	картопля	160	1,54	6,9	80	40	72,8	32,6	-24,16
	багаторічні трави	80	15,84	0	136	21,76	34,4	9,6	6,24
	капуста	280	2,7	2,3	92,4	46,2	84,1	37,68	-32,68
По сів.									-12,4
Польова 2	жито	28	16,8	1,5	81,2	40,6	68,2	22,92	-4,62
	люпин	18	11,6	0	108	17,28	24,2	8,23	2,84
	картопля	160	1,54	6,9	80	40	72,8	32,6	-24,16
	багаторічні трави	80	15,84	0	136	21,76	34,4	9,6	6,24
	капуста	280	2,7	2,3	92,4	46,2	84,1	37,68	-32,68
По сів.									-12,4
Овочева	жито	28	16,8	1,5	81,2	40,6	68,2	22,92	-4,62
	капуста	280	2,7	2,3	92,4	46,2	84,1	37,68	-32,68
	морква	300	2,9	2,9	120	60	109,2	48,82	-43,12
	кормовий буряк	500	44	4	200	100	182	81,54	-31,88
По сів.									-30,8
П. Г.									-19,8

З таблиці видно, що найбільший від’ємний баланс наявний в овочевій сівозміні, а по культурах така ситуація в цій сівозміні наявна для моркви -43,12 ц/га. Гумус втрачається за рахунок виносу азоту та великим значенням мінералізації ґрунту, що призводить до збіднення гумусовими речовинами та на подальшій родючості культур.