Расчет величины климатически обеспеченного урожая

Таблица 2

Культура	W1, мм	Д, мм	К	W, мм	КW, мм/га/ц	КОУ, ц/га
						сухой биомассы	товарной продукции
							абсолютно сухой	при стандартной влажности
Озимая пшеница	60	510	0,7	417,0	500	83,4	33,4	38,8
Сахарная свекла	52	495	0,7	396,5	100	398,5	284,5	1401,5
Ячмень	30	490	0,7	373,0	500	74,6	35,5	41,25
Кукуруза на силос	27	460	0,7	349,0	95	367,4	367,4	495,9

Таким образом, урожай пшеницы обеспеченный продуктивной влагой может составить 38,8 ц/га, что на 63,5 ц/га ниже потенциального урожая; урожай ячменя может составить 41,25 ц/га, что на 55,05 ц/га ниже потенциального.

Климатически обеспеченный урожай пропашных культур – сахарной свеклы и кукурузы превысил потенциальный урожай на 611,2 ц/га и на 265 ц/га соответственно. Это можно объяснить тем, что данные культуры имеют низкие коэффициенты водопотребления.

1.3. Расчет действительно возможного урожая

Действительно возможный урожай характеризует продуктивность посева, которая теоретически достижима при соблюдении агротехнологии и складывается в условиях климата на конкретном поле. Лимитирующим фактором уровня действительно возможного урожая является плодородие почвы.

Получаемый за счет почвенного плодородия действительно возможный урожай складывается из уровня урожая, обеспечиваемого основными питательными элементами (N, Р, К), находящимися в почве в доступном для растений состоянии. Причем величина действительно возможного урожая будет определяться элементом, находящимся в минимуме.

Расчет ведется по формуле отдельно по каждому питательному элементу:

ДВУ_эф. = Д / В,

Где:

ДВУ_эф. – действительно возможный урожай, получаемый за счет почвенного плодородия, ц/га товарной продукции при стандартной влажности;

Д – количество элементов питания, которое может быть использовано растением из почвы, кг/га;

В – вынос питательного элемента основной продукцией с учетом побочной, кг/ц (справочник).

Величина урожая, обеспечиваемая вносимыми удобрениями, складывается из двух величин: урожая, формирующегося за счет питательных элементов, внесенных в виде минеральных удобрений; и урожая, формирующегося из питательных элементов, внесенных в виде органических удобрений.

Общая урожайность, обеспечиваемая элементами питания почвы и вносимых удобрений равна их сумме:

ДВУ = ДВУ_эф. + ДВУ_мин.уд. + ДВУ_орг.уд. ,

Где:

ДВУ_эф. – действительно возможный урожай, получаемый за счет почвенного плодородия, ц/га товарной продукции при стандартной влажности;

ДВУ_мин.уд. – действительно возможный урожай, получаемый за счет внесения минеральных удобрений, ц/га;

ДВУ_орг.уд. – действительно возможный урожай, получаемый за счет внесения органических удобрений, ц/га.

1. Расчет действительно возможного урожая за счет эффективного плодородия

1.Расчет действительно возможного урожая за счет эффективного плодородия для озимой пшеницы.

Масса пахотного слоя почвы:

m = ρ * s * h,

Где:

m – масса пахотного слоя почвы, т;

ρ – плотность пахотного слоя, г/см³;

s – площадь, м²;

h – глубина пахотного слоя.

m = 1,2 * 10 000 * 0,25 = 3 000 т

1.1. Расчет ДВУ_N

Действительно возможный урожай, определяемый почвенным азотом, рассчитывается по содержанию гумуса в почве с учетом ежегодной его минерализации и коэффициентом усвоения азота растением.

В каждых 100 кг почвы содержится 2,7 кг гумуса, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х кг гумуса.

Х = (3 000000 * 2,7) / 100 = 81000 кг – запас гумуса в массе пахотного слоя на площади в 1 га.

Среднее содержание общего азота в гумусе составляет 5%.

В каждых 100 кг гумуса содержится 5% азота, тогда

в 81 000 кг гумуса – Х кг азота.

Х = (5 * 81000) / 100 = 4050 кг – общий запас азота на 1 га.

Из этого количества минерализуется 1,5%.

Из 100 кг азота гумуса образуется 1,5 кг минерального азота, тогда из

4050 кг гумуса – Х кг минерального азота.

Х = (1,5 * 4050) / 100 = 60,8 кг – запас минерального азота на 1 га.

Из этого запаса озимая пшеница может усвоить 40%.

Из каждых 100 кг минерального азота озимая пшеница усваивает 40кг, тогда

60,8 кг азота – Х кг.

Х = (40 * 60,8) / 100 = 24,3 кг – количество азота, которое может быть усвоено озимой пшеницей из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса азота озимой пшеницей ( В_N = 3,0), ДВУ_N составит:

ДВУ_N = 24,3 / 3 = 8,1 ц/га.

1.2. Расчет ДВУ_P

Запас фосфора в пахотном слое определяем по содержанию его подвижных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 89 мг Р₂О₅ , тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг Р₂О₅ .

Х = (89*3 000000)/1 = 267000000 мг = 267,0 кг – запас подвижных форм фосфора на 1 га.

Из этого количества фосфора озимая пшеница усвоит 5 %.

Из каждых 100 кг Р₂О₅ в почве усвоится 5 кг, тогда

из 267,0 кг фосфора – Х кг.

Х = (267,0 * 5) / 100 = 13,35 кг – количество фосфора с 1 га, которое может быть усвоено озимой пшеницей из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса фосфора озимой пшеницей (В_Р = 1,1), ДВУ_Р составит:

ДВУ_Р = 13,35 / 1,1 = 12,1 ц/га.

1.3. Расчет ДВУ_К

Запас калия в пахотном слое определяем по содержанию его обменных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 105 мг К₂О, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг К₂О.

Х = (105 * 3 000000) / 1 = 315000000 мг = 315,0 кг – запас обменных форм калия.

Из данного количества калия озимая пшеница сможет усвоить 10%.

Из каждых 100 кг К₂О в почве усвоится 10 кг, тогда

из 315,0 кг калия – Х кг.

Х= (315,0 * 10) / 100 = 31,5 кг – количество калия с 1 га, которое может быть усвоено озимой пшеницей на формирование урожая.

Следовательно, с учетом выноса калия озимой пшеницей (В_К = 2,5), ДВУ_К составит:

ДВУ_К = 31,5 / 2,5 = 12,6 ц/га.

2. Расчет действительно возможного урожая за счет эффективного плодородия для сахарной свеклы.

Масса пахотного слоя почвы:

m = 1,2 * 10 000 * 0,25 = 3 000 т

2.1. Расчет ДВУ_N

Определяем запас азота в почве по содержанию гумуса.

В каждых 100 кг почвы содержится 3,0 кг гумуса, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х кг гумуса.

Х = (3 000000 * 3,0) / 100 = 90 000 кг – запас гумуса в массе пахотного слоя на площади в 1 га.

Среднее содержание общего азота в гумусе составляет 5%.

В каждых 100 кг гумуса содержится 5% азота, тогда

в 90 000 кг гумуса – Х кг азота.

Х = (5 * 90 000) / 100 = 4500 кг – общий запас азота на 1 га.

Из этого количества минерализуется 2,0%.

Из 100 кг азота гумуса образуется 2,0 кг минерального азота, тогда из

4500 кг гумуса – Х кг минерального азота.

Х = (2,0 * 4500) / 100 = 90,0 кг – запас минерального азота на 1 га.

Из этого запаса минерального азота сахарная свекла может усвоить 50%.

Из каждых 100 кг азота сахарная свекла усваивает 50кг, тогда

90,0 кг азота – Х кг.

Х = (50 * 90,0) / 100 = 45,0 кг – количество азота, которое может быть усвоено сахарной свеклой из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса азота сахарной свеклой ( В_N = 0,9), ДВУ_N составит:

ДВУ_N = 45 / 0,9 = 50,0 ц/га.

2.2. Расчет ДВУ_P

Запас фосфора в пахотном слое определяем по содержанию его подвижных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 117 мг Р₂О₅ , тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг Р₂О₅ .

Х = (117*3 000000)/1 = 351000000 мг = 351,0 кг – запас подвижных форм фосфора на 1 га.

Из этого количества фосфора сахарная свекла может усвоить 7 %.

Из каждых 100 кг Р₂О₅ в почве усвоится 7 кг, тогда

из 351,0 кг фосфора – Х кг.

Х = (351,0 * 7) / 100 = 24,6 кг – количество фосфора с 1 га, которое может быть усвоено сахарной свеклой из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса фосфора сахарной свеклой (В_Р = 0,4), ДВУ_Р составит:

ДВУ_Р = 24,6 / 0,4 = 61,5 ц/га.

2.3. Расчет ДВУ_К

Запас калия в пахотном слое определяем по содержанию его обменных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 125 мг К₂О, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг К₂О.

Х = (125 * 3 000000) / 1 = 375000000 мг = 375,0 кг – запас обменных форм калия.

Из данного количества калия сахарная свекла сможет усвоить 17%.

Из каждых 100 кг К₂О в почве усвоится 17 кг, тогда

из 375,0 кг калия – Х кг.

Х= (375,0 * 17) / 100 = 63,8 кг – количество калия с 1 га, которое может быть усвоено сахарной свеклой на формирование урожая.

Следовательно, с учетом выноса калия сахарной свеклой (В_К = 1,4), ДВУ_К составит:

ДВУ_К = 63,8 / 1,4 = 45,6 ц/га.

3. Расчет действительно возможного урожая за счет эффективного плодородия для ячменя.

Масса пахотного слоя почвы:

m = 1,2 * 10 000 * 0,25 = 3 000 т

3.1. Расчет ДВУ_N

Определяем запас азота в почве по содержанию гумуса.

В каждых 100 кг почвы содержится 2,6 гумуса, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х кг гумуса.

Х = (3 000000 * 2,6) / 100 = 78 000 кг – запас гумуса в массе пахотного слоя на площади в 1 га.

Среднее содержание общего азота в гумусе составляет 5%.

В каждых 100 кг гумуса содержится 5% азота, тогда

в 78 000 кг гумуса – Х кг азота.

Х = (5 * 78 000) / 100 = 3900 кг – общий запас азота на 1 га.

Из этого количества минерализуется 1,5%.

Из 100 кг азота гумуса образуется 1,5 кг минерального азота, тогда из

3900 кг гумуса – Х кг минерального азота.

Х = (1,5 * 3900) / 100 = 58,5 кг – запас минерального азота на 1 га.

Из этого запаса минерального азота ячмень может усвоить 40%.

Из каждых 100 кг азота ячмень усваивает 40 кг, тогда

58,5 кг азота – Х кг.

Х = (40 * 58,5) / 100 = 23,4 кг – количество азота, которое может быть усвоено ячменем из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса азота ячменем ( В_N = 2,5), ДВУ_N составит:

ДВУ_N = 23,4 / 2,5 = 9,5 ц/га.

3.2. Расчет ДВУ_P

Запас фосфора в пахотном слое определяем по содержанию его подвижных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 90 мг Р₂О₅ , тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг Р₂О₅ .

Х = (90 * 3 000000)/1 = 270000000 мг = 270,0 кг – запас подвижных форм фосфора на 1 га.

Из этого количества фосфора ячмень может усвоить 5 %.

Из каждых 100 кг Р₂О₅ в почве усвоится 5 кг, тогда

из 270,0 кг фосфора – Х кг.

Х = (270,0 * 5) / 100 = 13,5 кг – количество фосфора с 1 га, которое может быть усвоено ячменем из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса фосфора ячменем (В_Р = 1,0), ДВУ_Р составит:

ДВУ_Р = 13,5 / 1,0 = 13,5 ц/га.

3.3. Расчет ДВУ_К

Запас калия в пахотном слое определяем по содержанию его обменных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 60 мг К₂О, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг К₂О.

Х = (60 * 3 000000) / 1 = 180000000 мг = 180,0 кг – запас обменных форм калия.

Из данного количества калия ячмень сможет усвоить 15%.

Из каждых 100 кг К₂О в почве усвоится 15 кг, тогда

из 180,0 кг калия – Х кг.

Х= (180,0 * 15) / 100 = 27,0 кг – количество калия с 1 га, которое может быть усвоено ячменем на формирование урожая.

Следовательно, с учетом выноса калия ячменем (В_К = 2,0), ДВУ_К составит:

ДВУ_К = 27,0 / 2,0 = 13,5 ц/га.

4. Расчет действительно возможного урожая за счет эффективного плодородия для кукурузы на силос.

Масса пахотного слоя почвы:

m = 1,2 * 10 000 * 0,25 = 3 000 т

4.1. Расчет ДВУ_N

Определяем запас азота в почве по содержанию гумуса.

В каждых 100 кг почвы содержится 3,0 кг гумуса, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х кг гумуса.

Х = (3 000000 * 2,9) / 100 = 87 000 кг – запас гумуса в массе пахотного слоя на площади в 1 га.

Среднее содержание общего азота в гумусе составляет 5%.

В каждых 100 кг гумуса содержится 5% азота, тогда

в 87 000 кг гумуса – Х кг азота.

Х = (5 * 87 000) / 100 = 4350 кг – общий запас азота на 1 га.

Из этого количества минерализуется 2,0%.

Из 100 кг азота гумуса образуется 2,0 кг минерального азота, тогда из

4350 кг гумуса – Х кг минерального азота.

Х = (2,0 * 4350) / 100 = 87,0 кг – запас минерального азота на 1 га.

Из этого запаса минерального азота кукуруза может усвоить 50%.

Из каждых 100 кг азота кукуруза усваивает 50кг, тогда

87,0 кг азота – Х кг.

Х = (50 * 87,0) / 100 = 43,5 кг – количество азота, которое может быть усвоено кукурузой из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса азота кукурузой ( В_N = 0,26), ДВУ_N составит:

ДВУ_N = 43,5 / 0,26 = 167,3 ц/га.

4.2. Расчет ДВУ_P

Запас фосфора в пахотном слое определяем по содержанию его подвижных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 110 мг Р₂О₅ , тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг Р₂О₅ .

Х = (110*3 000000)/1 = 330000000 мг = 330,0 кг – запас подвижных форм фосфора на 1 га.

Из этого количества фосфора кукуруза может усвоить 5 %.

Из каждых 100 кг Р₂О₅ в почве усвоится 5 кг, тогда

из 330,0 кг фосфора – Х кг.

Х = (330,0 * 5) / 100 = 16,5 кг – количество фосфора с 1 га, которое может быть усвоено кукурузой из почвы на формирование урожая.

Таким образом, с учетом выноса фосфора кукурузой (В_Р = 0,13), ДВУ_Р составит:

ДВУ_Р = 16,5 / 0,13 = 126,9 ц/га.

4.3. Расчет ДВУ_К

Запас калия в пахотном слое определяем по содержанию его обменных форм.

В каждом 1 кг почвы содержится 79 мг К₂О, тогда

в 3 000000 кг почвы – Х мг К₂О.

Х = (79 * 3 000000) / 1 = 237000000 мг = 237,0 кг – запас обменных форм калия.

Из данного количества калия кукуруза сможет усвоить 20%.

Из каждых 100 кг К₂О в почве усвоится 20 кг, тогда

из 237,0 кг калия – Х кг.

Х= (237,0 * 20) / 100 = 47,4 кг – количество калия с 1 га, которое может быть усвоено кукурузой на формирование урожая.

Следовательно, с учетом выноса калия кукурузой (В_К = 0,43), ДВУ_К составит:

ДВУ_К = 47,4 / 0,43 = 110,2 ц/га.

Расчеты по эффективному плодородию почв приведены в таблице 3.