867

Сi c 1 га для почвы типа Tr при условии возникновения агрометеорологических условий Aj подчиняется вероятностному распределению с плотностью fijr (x), i=1,….n, j= 1,..k, r=1,...,m.

Введѐм pj, j=1,…k – вероятности возникновения агрометеорологических условий Aj. Эти вероятности характеризуют случайную величину, представляющую собой прогноз возникновения каких либо погодных условий, формирующийся в результате метеорологических прогнозов на лето и носящий вероятностный характер. Пусть qir – относительная доля площадей, занятых сортом Ci изучаемой культуры с почвой типа Tr. Будем решать задачу оптимального выбора величин qir i=1,..n, r =1,..., m по всей имеющейся информации, включая прогностические вероятности pj, j=1,… k и введѐнные выше плотности распределения fijr (x), i=1,.n, j= 1,..k, r =1,.., m.

Результаты. Один из возможных подходов к математической формулировке задачи связан с оптимальным выбором относительных долей qir i=1,..n, r =1,..., m по значениям средних урожайностей на рассматриваемых почвах.

Введем обозначения: Eijr - средняя урожайность сорта Ci на почве Tr при реализации агрометеорологических условий Aj, которую можно определить по

формуле Eijr xfijr (x)dx . Ожидаемая средняя урожайность сорта Er для про-

0

гностических вероятностей pj, j=1,…k и выбранных относительных долей qir i=1,..n, r =1,..., m вычисляется по формуле 1.

где fr (x)- конечная смесь плотностей fijr (x) с коэффициентами pj ·qir, определяемая по формуле: .

По существу fj(x) – плотность распределения средней урожайности изучаемой культуры для прогностических вероятностей pj, j=1,… k и выбранных относительных долей qir i=1,..n, r =1,..., m на полях с почвой типа Tr. Плотность fj (x), как следует из определения, зависит от прогностических вероятностей возникновения конкретных агрометеорологических условий и от распределения почвы разных типов под рассматриваемую культуру. Таким образом, данная плотность носит оценочный характер. Для дальнейшего изучения формулу (1) будем представлять следующим образом (формула 2).

где Еir – ожидаемая средняя урожайность сорта Сi , изучаемой культуры на почвах типа Tr при заданных значениях прогностических вероятностей pj, j=1,… k. Как следует из предыдущего, .

Будем решать задачу максимизации средней урожайности Еr , за счет выбора относительных долей qir i=1,..n, r =1,..., m при условии выполнения равенства для всех значений r, для всех возможных типов почв. Рассмот-

рим утверждение: оптимальное значение относительных долей, обеспечивающие максимум средней урожайности культуры Еr, определяют следующим образом:

51

qi·* r i=1, qir i=0, для любого i i*, если имеется несколько значений номеров

u*,…v*, для которых Еu* r=… =Еv*r, то коэффициенты qu*r,…, qv*r могут быть любыми неотрицательными числами, в сумме равными единице, другие qir=0

Предположим, имеется такой номер (сорт С i*), для которого Ei*r> Eir, при всех i≠ i*, тогда учитывая положительность коэффициентов qir i=1,..n, r =1,..., m, получаем: , так как .

Очевидно, равенство в полученном неравенстве достижимо при выборе относи-

тельных доле qir i=1,..n, r =1,..., m по следующему правилу: qi·* r i=1, qir i=0, для любого i≠ i*.

Предположим, имеются несколько номеров u*,… v*, для которых Еu* r=… =Еv*r, причем все другие средние урожайности Eir,< Еu* r, тогда

= … = . Равенство в полученным неравенстве достижимо при выборе относительных долей qir i=1,..n, r =1,..., m по следующему правилу: коэффициенты qu* r, …, qv*r могут быть любыми неотрицательными, в сумме равными единице, другие qir =0 (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность ранних сортов земляники в зависимости от известной вероятности возникновения различных агроклиматических условий (дерново-подзолистая среднесуглинистая почва), г/куст

Примечания: * - А - Сухо-тепло (t=230С, влажность 40 мм); Б – Сухо-умеренно (t=150С, влажность 40 мм); В- Сухо-холодно (t=80С, влажность 40 мм); Г- Влажно-тепло (t=230С, влажность 80 мм); Д- Влажно-умеренно (t=150С, влажность 80 мм); Е- Влажнохолодно (t=8 0С, влажность 80 мм); Ж- Ожидаемая средняя урожайность сорта Сi, изучаемой культуры на почвах типа Tr при заданных значениях прогностических вероятностей pj ; З- Ожидаемая средняя урожайность по всем сортам на данном типе почв при известных долях занимаемых площадей

В ходе многолетних наблюдений проанализированы урожайности сортов раннего, среднего и позднего срока созревания. Наибольшая урожайность отмечена при погодных условиях Г (t=230С, влажность 80 мм) у сортов Золушка - 310,

52

Юния Смайдс -353 г/куста на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах. У сортов среднего срока созревания - Корона -400, Редгонтлет449, Эльсанта411 г/куста; позднего – Зенга Зенгана -349, Боровицкая384 г/куста.

Заданный подход позволяет однозначно ответить на вопрос, – какие сорта заданной культуры необходимо сажать, на каких почвах, если известны вероятности возникновения различных агрометеорологических условий. Если предположить, что имеются несколько сортов, обладающих на типе почвы Tr при заданных прогностических вероятностях одинаковой средней урожайностью – равенство математических ожиданий, то выбор сортов можно осуществлять по другим характеристикам, например, по устойчивости сортов к неблагоприятным внешним воздействиям некоторого характера.

Может быть другая математическая постановка задачи выбора относительных долей qir i=1,..n, r =1,..., m. Зададим уровень допустимой урожайности земляники садовой – U, далее будем выбирать величины qir i=1,..n, r =1,..., m так, чтобы максимизировать вероятность P(V>U), V – где средняя урожайность земляники, U- фиксированный уровень допустимой средней урожайности.

Вероятность P(V>U) определяем из следующего равенства (формула 3).

ники садовой при заданных значениях прогностических вероятностей pj, j=1,… k. Будем решать задачу максимизации вероятности P(V>U) путем выбора относительных долей при условии выполнения равенства для всех значе-

ний r, т.е. всех возможных типов почв.

В соответствии со второй методикой, строка К (табл. 2) показывает вероятность превышения допустимого уровня средней урожайности U для полей заданного типа Tr и заданного сорта Сi земляники садовой при заданных значениях прогностических вероятностей pj. Самые большие значения в этой строке соответствуют тем сортам, которые надо сажать по второй методике. Как видно из строки К, это сорта Золушка, Десна и Юния Смайдс.

Их вероятности превышения допустимого уровня средней урожайности близки между собой, разницей можно пренебречь. Доли площадей, занимаемых тем или иным из этих сортов, выбираются произвольно или из каких-то других соображений. Например, так, как показано в строке S.

Выражение (4) по структуре совпадает с (2), что приводит к следующему утверждению: оптимальное значение относительных долей, обеспечивающие максимум вероятности P(V>U), определяют следующим образом: qi*r i=1, qir i=0, для любого i= i*, если Qi·* r> Qi r , для любого i= i*, если имеется несколько значений номеров u*,… v*, для которых Qu* r= Qv* r, при этом все другие величины Qi r< Qu* r, то коэффициенты могут быть любыми неотрицательными числами, в сумме равными единице, другие

53

Таблица 2

Вероятность превышения допустимого уровня средней урожайности U для полей заданного типа Tr и заданного сорта Сi (дерново-подзолистая среднесуглинистая почва)

Примечания: * - А,Б, В,Г, Д, Е- см. таблицу 1;

**- K -Вероятность превышения допустимого уровня средней урожайности U для полей заданного типа Tr и заданного сорта Сi земляники садовой при заданных значениях прогностических вероятностей pj ;

***- L - вероятности P(V>U); S -Доля площади, занимаемой данным сортом; qu* r = 0

Выводы. В работе использовали многолетние данные, полученные в ходе подробного изучения 18 сортов земляники садовой на дерново-подзолистых среднесуглинистых, тяжелосуглинистых и супесчаных почвах в условиях СевероЗападного региона РФ [4,5]. Анализ данных на основе предложенного подхода позволяет сделать выводы о целесообразности в целях повышения устойчивости производства выращивать сорта, возможно несколько уступающие по продуктивности, но подверженные меньшим рискам. Для повышения эффективности плодоводства требуется всесторонний учет почвенных и агроклиматических ресурсов на всех уровнях принятия агротехнических решений в задачах планирования и оперативного управления производством ягодной продукции.

Литература

1.Арланцева Е.Р. Математическое обеспечение поддержки принятия решений для оптимизации интенсивности растениеводства: дисс. канд. экон. наук: 08.00.13/ Е.Р. Арланцева; [Место защиты: Рос.гос.аграр. ун-т].-Москва, 2008.- 257 с.: ил. РГБ ОД, 61 09- 8/1249

2.Жученко А.А. Фундаментальные и прикладные научные приоритеты адаптивной интенсификации растениеводства в XXI веке. – Саратов, 2000. – С.276

3.Шмакова М.В. Стохастическая модель погоды в системе детерминированностохастического моделирования характеристик стока. Дисс. канд. техн. н., Автореф., Санкт-Петербург, 2000. - с.24

4.Хапова С.А., Интродукция перспективных сортов Fragaria ananassa российской

ииностранной селекции. – Ярославль: Издательство «Нюанс», 2006. – 624 с.

5.Хапова С.А., Влияние климатических условий в летне-осенний период на урожайность земляники садовой в Северо-Западном регионе РФ / С.А. Хапова //III Международная научно – практическая конференция «21 век: фундаментальная наука и техно-

логии» 23-24 января 2014 г. М.: 2014 Т.2. - с.75-77.

54

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, АГРОХИМИЯ, ЭКОЛОГИЯ, ТОВАРОВЕДЕНИЕ, ОБЩАЯ ХИМИЯ

УДК 631.43

А.А.Васильев, Е.С. Лобанова, Пермская государственная сельскохозяйственная академия, г. Пермь, Россия

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ОБЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ Г. ПЕРМИ

Аннотация. Интенсификация урбопедогенеза в почвах г. Перми сопровождается облегчением гранулометрического состава верхних горизонтов почв. Поверхностные горизонтыU1,U2урбаноземовимеют в основном супесчаный и песчаный состав. Содержание физической глины в них составляет всего 9,8-16,1%.В урбо-дерново-подзолистых почвах г. Перми сохраняется элювиальноиллювиальный характер распределения тонких фракций элементарных почвенных частиц.Плотность поверхностных горизонтов городских почв во многом зависит от продолжительности периода времени после внесения торфо-минеральной смеси, ее дозы, интенсивности вытаптывания и изменяется от 0,5-0,7 до 1,40 г/см3 с глубиной в гор. ВТ плотность урбо-дерново-подзолистых почвы увеличивается до 1,40-1,50г/см3. Валовые запасы Niв почвах г. Перми высокие и достигают 2,2-4,5 кг/10 м2 в горизонтах U, PY.

Ключевые слова: гранулометрический состав, плотность, пористость, урбанозем, тяжелые металлы.

Для оценкии улучшения условий произрастания растений на территории города необходимо знать не только физико-химические свойства, но также и физические свойств почвы.Как правило, почвы города сильно переуплотнены с поверхности, из-за высокой рекреационной нагрузки и вытаптывания[5, 7, 9, 11].Общие запасы полютантов в почве зависят от ее плотности. Их количество в городских почвах нормируется. Для почвенного покрова г. Перми составлена картосхема гранулометрического состава почв [10], но данные о профильных особенностяхгранулометрического состава городских почв на территории г. Перми и их общих физических свойствах практически отсутствуют.

Цель исследования – изучить особенности гранулометрического состава и общих физических свойств почв г. Перми.

Объектом исследования являлся почвенный покров г. Перми. Местоположение почвенных разрезов нами было описано ранее [1, 2].

Гранулометрический состав почв определяли пипеточным методом Н.А. Качинского, плотность сложения почвы методом Н.А. Качинского в пятикратной повторности, плотность твердой фазы пикнометрическим способом в трехкратной повторности.Валовое содержание тяжелых металлов в изученных почвах было охарактеризовано ранее[1, 2].

Гранулометрический состав. В урбо-дерново-подзолистых почвах (раз. 1, 2) сохраняется характерный для зональных дерново-подзолистых почв элювиаль- но-иллювиальный характер распределения тонких фракций элементарных почвенных частиц (таблица 1). Так, в гор. ЕL разреза 2 содержание ила составляет всего 6%, а в иллювиальном гор. ВТ его количество достигает 43-51%. Урбо-

55

дерново-подзолистая супесчаная почва (разр. 1) характеризуется преобладанием вгор. U1 фракции мелкого песка и крупной пыли. Содержание физической глины в гор. ВТ2 высокое и достигает 38%.

Интенсификация урбопедогенеза в почвах г. Перми сопровождается облегчением гранулометрического состава верхних горизонтов почв, так как в качестве минерального субстрата при планировке поверхности строительных площадок,

56

газон; бульвар на пр. Комсомольский, прикопка 11 – газон). На территориях, где внесение ТМС не проводилось или торф с течением времени минерализовался, или был смыт водами осадков, плотность значительно выше – 1,25-1,40 г/см3 (бульвар на проспекте Комсомольский,прикопки 9, 10 – газон, Эспланада, прикопки 12, 14 – газон, Сквер Театральный, прикопки 7, 8 – газон с высокой антропогенной нагрузкой).Варьирование плотности в поверхностных горизонтах города высокое.

Запасы тяжелых металлов.Определение плотности почвы позволило нам рассчитать запасы тяжелых металлов в почвах города. Валовые запасы тяжелых металлов в урбо-дерново-подзолистой почве по ул. 25 Октября высокие (таблица 3).

Таблица 3

Валовые запасы тяжелых металлов (кг/10м2) в почвах г. Перми

Распределение по профилю запасов тяжелых металлов убывающее, кроме хрома. Так, в горизонте BТ2его запасы в три раза выше, чем в горизонте U1. Почвообразующие породы на территории г. Перми обогащены хромом. В урбо- дерново-подзолистой почве сквера «Чкаловский» валовые запасы тяжелых металлов также выше в нижних горизонтах профиля, за счет их большей плотности.

Таким образом, почвы г. Перми в результате внесения ТМС приобретают высокую пористость и влагоемкость. Заметное уплотнение почвы происходит при ее вытаптывании, в результате минерализации торфа или его смыва водой. Запасы тяжелых металлов в поверхностном слое почвы (0-30 см) высокие и составляют для Ni от 2,5 до 4,5 кг/10 м2, для Cu – от 1,3 до 6,6 кг/10 м2, что представляет угрозу для жителей города, так как состав приземного слоя воздуха формируется при участии поверхностных горизонтов городских почв.

59

Литература

1.Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А., Лобанова Е.С. Загрязнение тяжелыми металлами и металлоидами почв г. Перми // Агрохимия. 2009. № 4. . 60-68.

2.Водяницкий Ю.Н., Савичев А.Т., Васильев А.А., Лобанова Е.С., Чащин А.Н., Прокопович Е.В. Содержание тяжелых щелочноземельных (Sr, Ba) и редкоземельных (Y, La, Ce) металлов в промышленно загрязненных почвах // Почвоведение. 2010. №7. С. 879890.

3.Казамирова Р.Н. Влияние рекреационной нагрузки на свойства почв в арборетуме Никитского ботанического сада // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. М.: Почвенный институтим. В.В. Докучаева РАСХН. 2002. С. 111-112.

4.Коротаев Н.Я. Почвы Пермской области. Пермь: Пермское книжное изд-во. 1962. 279 с.

5.Мещеряков П.В., Прокопович Е.В., Коркина И.Н. Трансформация экологических условий почвообразования и формирования гумусовых веществ под влиянием урбогенеза. // Экология. 2005. № 1. С. 11-19.

6.Почва, город, экология // М: Фонд «За экономическую грамотность». 1997. 320 с.

7.Савич В.И. Почвы мегаполисов, их экологическая оценка, использование и создание (на примере г. Москвы): учебное пособие.М.: Агробизнесцентр. 2007. 660 с.

8.Скрябина О.А. Почвообразующие породы Пермской области: учебное пособие.Пермь. 1998. 30 с.

9.Смагин А.В, АзовцеваН.А., СмагинаМ.В.[и др.] Некоторые критерии и методы оценки экологического состояния почв в связи с озеленением городских территорий // Почвоведение. 2006. № 5. С. 603-615.

10.Шестаков И.Е. Экологическое состояние почвенного покрова г. Перми: автореф. дис… канд. биол. наук: 03.02.08. Пермь. 2012. 24 с.

11.PickettS.T.A., CadenassoM.L., GroveJ.M. etal.Urbanecologicalsystems: Scientificfoundationsandadecadeofprogress //Journal of Environmental Management. 2011.Vol. 92. Р. 331-362.

УДК 631.417.2

В.П. Дьяков, Пермская государственная сельскохозяйственная академия, г. Пермь, Россия

ИЗМЕНЕНИЕ ГУМУСОВОГО СОСТОЯНИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СХПК «РОССИЯ» КУДЫМКАРСКОГО РАЙОНА ПЕРМСКОГО КРАЯ

Аннотация. Объектом исследования являются дерново-подзолистые суглинистые почвы СХПК «Россия» Кудымкарского района Пермского края, проведенные в 2013 году. Цель работы – выявить изменения гумусового состояния их за 42-летний период (1971-2013 гг.). В результате исследований дана характеристика физико-химических свойств почв, группового и фракционного состава гумуса, изменение гумусового состояния почв за 42-летний период.

Ключевые слова: агрохимические и физико-химические свойства, групповой и фракционный состав гумуса.

Изучаемые почвы соответствуют профилю дерново-подзолистых суглинистых почв Пермского края [4].

На пашне Кудымкарского ГСУ и СХПК «Россия» Кудымкарского района гор. EL полностью вовлечен при распашке в пахотной слой. В лесу мощность гор. EL находится в пределах 17-19 см.

60