Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Метод.ук. для лаб.работ по Прогн.исп.зем.рес.doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
08.08.2019
Размер:
742 Кб
Скачать
☆

Пример расчета

Таблица 5 – Определение почвозащитной способности фактически сложившейся структуры пашни

№

п/п

Сельскохозяйственные культуры, пар

Доля культуры в структуре, %, Длв

Защищенность почвы культурой, %, Зк

Почвозащитная способность, %, Пзс

1

2

3

4

5

1.

Зерновые и зернобобовые

всего, в том числе:

52,9

озимая рожь

0,2

83

16,6

яровая пшеница

31,6

50

1580,0

яровой ячмень

9,2

50

460,0

овес

11,2

42

470,0

горох

0,7

47

33,0

2.

Кормовые всего,

в том числе:

27,6

кукуруза на силос

6,6

35

231,0

корнеплоды

3,2

47

150,0

однолетние травы всего,

в том числе:

11,0

на зеленый корм

11,0

47

517,0

многолетние травы всего,

в том числе:

6,8

на сено

6,8

95

646,0

Посевная площадь

80,5

Чистый пар

19,5

.

Как видно из проведенных расчетов, почвозащитная способность данной структуры пашни составляет всего 41,3 %, т.е. ниже минимального допустимой (65 %) при уклоне местности до 3°. Следовательно, при такой структуре пашни почва будет подвержена водной и ветровой эрозиям. Для того чтобы улучшить почвозащитную способность необходимо увеличить долю многолетних трав при пропорциональном уменьшении доли зерновых культур в структуре. В анализируемом примере многолетние травы занимают всего 6,8 %, что явно недостаточно.

Для объективной оценки структуры пашни наряду с продуктивностью и почвозащитной способностью следует определить баланс восстановления гумуса.

Этот показатель рассчитывают по следующей формуле:

,

где Бг – баланс восстановления гумуса в почве, т/га за год;

У – урожайность основной продукции каждой сельскохозяйственной

культуры, т/га;

К1, 2, 3, … n – коэффициент отношения основной продукции к количеству

пожнивных и корневых остатков;

М – минерализация гумуса под каждой культурой, т/га за год;

0,35 – выход гумуса из 1 т пожнивных и корневых остатков;

Д1, 2, 3, … n – доля культуры и пара в структуре пашни, %.

Коэффициенты выхода пожнивных и корневых остатков и минерализация гумуса под культурами и паром представлены в таблицах 6 и 7.

Таблица 6 – Коэффициенты выхода пожнивных и корневых

остатков от урожайности основной продукции

№

п/п

Культура

Коэффи-циент

№

п/п

Культура

Коэффи-

циент

1.

Озимые зерновые

1,1

8.

Мн.травы (сено)

1,5

2.

Овес

1,0

9.

Одн.травы (сено)

0,8

3.

Просо

1,0

10.

Однолетние и многолетние травы на зеленый корм

0,2

4.

Подсолнечник

1,0

11.

Кукуруза на силос

0,16

5.

Ячмень, яровая пшеница

0,9

12.

Картофель

0,06

6.

Кукуруза на зерно

0,8

13.

Свекла

0,04

7.

Горох

0,8

Таблица 7 – Минерализация гумуса под сельскохозяйственными культурами и в черном пару на черноземах типичных за 1 год (Чесняк Г.Я.)

№

п/п

Культура

Коэффи-циент

№

п/п

Культура

Коэффи-

циент

1.

Пар чистый

2,0

8.

Одн. травы, просо

1,10

2.

Свекла

1,59

9.

Оз. пшеница на зерно

1,35

3.

Картофель

1,61

10.

Яровая пшеница, гречиха

1,10

4.

Подсолнечник

1,39

11.

Ячмень

1,23

5.

Кукуруза на зерно

1,56

12.

Овес

1,20

6.

Кукуруза на силос

1,47

13.

Мн.бобовые травы

0,60

7.

Горох

1,50

Примечание. Минерализация гумуса приведена для среднесуглинистых почв. На механический состав необходимо вводить следующие поправочные коэффициенты:

- тяжелосуглинистые и глинистые – 0,8;

- легкосуглинистые – 1,2;

- песчаные – 1,8.

Таблица 8 – Расчет баланса восстановления гумуса по фактически сложившейся структуре пашни

№ п.п.

Сельскохозяйствен-ная культуры и пар

Урожай-ность, т/га,

У

Коэффи-циент выхода пожнив-ных и корневых остатков, К

Доля культуры в структуре пашни, %,

Д

Минера-лизация гумуса под каждой культурой, т/га,

М

У×К××Д

М×Д

1.

Зерновые и зернобобовые всего, в т.ч.:

52,9

озимая рожь

1,85

1,1

0,2

1,35

0,407

0,27

яровая пшеница

1,65

0,9

31,6

1,1

46,9

34,7

яровой ячмень

1,63

0,9

9,2

1,23

13,5

11,3

овес

1,52

1,0

11,2

1,20

17,0

13,4

горох

1,19

0,8

0,7

1,50

0,67

1,05

2.

Кормовые всего,

в т.ч.:

27,6

кукуруза на силос

19,0

0,16

6,6

1,47

20,0

9,7

корнеплоды

22,0

0,04

3,2

1,59

2,8

5,0

однолетние травы всего,

11,0

в т.ч. на зеленый корм

10,0

0,2

11,0

1,10

22,0

12,1

Многолетние травы всего,

6,8

в т.ч. на сено

2,6

1,5

6,8

0,60

26,5

4,1

3.

Посевная площадь

80,5

4.

Чистый пар

19,5

2,0

39,0

∑149,8

∑130,6

Расчеты показали, что при сложившейся структуре посевных площадей баланс восстановления гумуса без внесения органических удобрений отрицательный и составляет – 0,78 т/га в год. Как известно, при отрицательном балансе гумуса в последующем урожайность сельскохозяйственных культур будет снижаться, при нулевом балансе – повышение урожайности невозможно, при положительном балансе урожайность может повышаться. Следовательно, при прогнозировании использования земельных ресурсов необходимо разрабатывать мероприятия направленные на поддержание положительного баланса гумуса в почве, т.е. внесение повышенных доз (норм) органических удобрений и увеличение доли многолетних трав.

Аналогично проводят оценку рекомендуемой структуры пашни.

В Красноярском крае в 2004 г была разработана новая структура использования пашни для различных почвенно-климатических зон (таблица 9) [14].

Таблица 9 – Перспективная структура использования пашни в Красноярском крае, % к пашне [14]

№

п/п

Сельскохозяйственные культуры и пар

Зоны

степь

лесостепь

подтайга

среднее

среднее

среднее

1.

Зерновые и зернобобовые культуры, всего, в т.ч.

50-55

55

50-52

52

30-35

30

2.

яровая пшеница

35-40

35

25-27

25

10-15

10

3.

яровой ячмень

10

8

20

12

15

8

4.

овес

7

10

7

5.

горох

5

5

5

5

5

5

6.

Кормовые культуры, всего, в т.ч.

25-27

27

30-35

35

50-60

60

7.

многолетние травы

10-15

15

12-15

15

25-30

30

8.

однолетние травы

5-10

5

15-17

13

20-25

25

9.

кукуруза

10-12

7

7

7

5

5

10.

Пар

14-18

18

12-14

13

10-12

10

Всего

100

100

100

Таблица 10 – Оценка продуктивности рекомендованной структуры пашни для лесостепной зоны Красноярского края (ц на 100 га)

№

п/п

Сельскохозяйственные

культуры и пар

Доля культуры в структуре пашни, %, Д

Урожай-ность, ц/га,

У

Кормопро-теиновый коэффициент,

К

Выход кормопротеино-вых единиц, ц,

П

1.

Зерновые и зернобобовые, всего, в т.ч.:

52,0

яровая пшеница

25,0

16,5

0,885

365,0

яровой ячмень

12,0

16,3

0,814

159,0

овес

10,0

15,2

0,682

104,0

горох

5,0

11,9

1,621

96,0

2.

Кормовые культуры

всего, в т.ч.:

35,0

корнеплоды

2,0

220,0

0,159

70,0

однолетние травы

на зел.корм

11,0

100,0

0,419

461,0

мн.травы на сено

15,0

26,0

0,950

370,0

кукуруза на силос

7,0

190,0

0,119

158,0

3.

Пар черный

13,0

-

-

-

4.

Продуктивность, ц кормопротеиновых единиц на 100 га

1783

Продуктивность рекомендованной структуры пашни составляет 1783 ц кормопротеиновых единиц на 100 га пашни, или на 178 ц больше фактически сложившейся структуры. Повышение продуктивности связано с увеличением доли многолетних трав и уменьшением площади пара.

Таблица 11 – Определение почвозащитной способности рекомендованной структуры пашни

№

п/п

Сельскохозяйственных культуры, пар

Доля культуры в структуре пашни, %, Двл

Защищенность почвы культурой, %, Зк

Почвозащитная способность, Пзс

1.

Зерновые и зернобобовые, всего,

в т.ч.:

52

2.

яровая пшеница

25

50

1250

3.

яровой ячмень

12

50

600

4.

овес

10

42

420

5.

горох

5

47

235

6.

Кормовые культуры

всего, в т.ч.:

35

7.

корнеплоды

2

47

94

8.

многолетние травы

на сено

15

95

1425

9.

однолетние травы на з/к

11

47

517

10.

кукуруза (силос)

7

35

245

11.

Пар черный

13

0,0

4786

Всего

100

Пзс=

Почвозащитная способность рекомендуемой структуры составила 47,8 %. Повышение почвозащитной способности произошло за счет увеличения доли многолетних трав и сокращения площади пара.

Таблица 12 – Расчет баланса восстановления гумуса рекомендуемой структуры пашни

№

п/п

Сельскохозяйст-венные культуры и пар

Урожай-ность, т/га, У

Коэффи-циент выхода пожнив-ных и корневых остатков, К

Доля культуры в структуре, %,

Д

Минера-лизация гумуса, т/га,

М

УхКхД

МхД

1.

Зерновые и зернобобовые всего, в т.ч.:

52,0

2.

яровая пшеница

1,65

0,9

25,0

1,1

37,0

27,5

3.

яровой ячмень

1,63

0,9

12,0

1,23

17,6

14,8

4.

овес

1,52

1,0

10,0

1,20

15,2

12,0

5.

горох

1,19

0,8

5,0

1,50

4,75

7,5

6.

Кормовые культу-ры всего, в т.ч.:

-

35,0

7.

корнеплоды

22,0

0,04

2,0

1,59

1,76

3,18

8.

многолетние травы (сено)

2,6

1,5

15,0

0,60

58,5

9,0

9.

однолетние травы (з/к)

10,0

0,2

11,0

1,1

22,0

12,1

10.

кукуруза (силос)

19,0

0,16

7,0

1,47

21,3

10,3

11.

Пар черный

-

-

13,0

2,0

-

26,0

Всего

100,0

178,1

122,4

Баланс восстановления гумуса в рекомендуемой структуре пашни отрицательный (- 0,60 т/га) однако, он менее напряженный, чем при фактически сложившейся (-0 ,78 т/га).

Как видно из приведенных данных, ни одна из анализируемых структур пашни не отвечает современным требованиям по таким показателям как почвозащитная способность и баланс восстановления гумуса.

При прогнозировании использования земельных ресурсов нужно разработать такую структуру пашни, которая бы больше соответствовала требованиям восстановления плодородия почвы и не нарушала бы экологическое равновесие в агроландшафтах, т.е. была бы более экологически устойчивой.

Для решения этой задачи необходимо увеличить долю многолетних трав в структуре пашни при пропорциональном уменьшении доли зерновых культур, т.к. у многолетних трав самая высокая почвозащитная способность (95%) и они обеспечивают положительный баланс гумуса.

При разработке оптимальной структуры пашни следует учитывать следующие требования:

  1. долю зернобобовых культур необходимо довести до 10%;

  2. разработать несколько вариантов структуры пашни с разным соотношением однолетних и многолетних культур. Доля многолетних трав должна быть увеличена до 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50% при пропорциональном сокращении площади зерновых культур;

  3. силосные культуры следует заменить корнеплодами и клубнеплодами, т.к. в силосе содержится большое количество органических кислот, которые приводят к хроническому нарушению обмена веществ;

  4. долю пара не изменять.

Так, по данным академика В.Т.Самохина, использование силоса, сенажа и жома, с большим содержанием органических кислот, еще больше нарушает процесс пищеварения, «в десятки раз снижается биосинтез микробиального белка, аминокислот, витаминов группы В в преджелудках и толстом отделе кишечника, до 25 процентов падает усвоение питательных веществ кормов». На фоне нарушения всех видов обмена веществ активизируется условнопатогенная и патогенная микрофлора и животные заболевают. При этом снижается продуктивность и продолжительность их жизни.

В практике продолжительность жизни коров в России составляет 4,6 года, в то время как корова окупает затраты на ее выращивание и начинает приносить прибыль только на 6-7 лактации. Таким образом, животноводство заведомо ставится в убыточное положение [15].

По данным члена-корреспондента Россельхозакадемии Б.Д.Кальницкого, для обеспечения оптимальных потребностей животных в питательных веществах и энергии, необходим следующий набор кормовых культур [16]:

- многолетние травы;

- однолетние травы;

- корне-клубнеплоды;

- зерновые культуры;

- пастбищные культуры.

Структура рационов молочного скота должна включать по питательности:

- зеленых, грубых и высококачественных кормов искусственной сушки (мука, гранулы, брикеты из трав – до 60 процентов);

- корнеклубнеплодов – до 10 процентов;

- концентрированных кормов – до 30 процентов.

В соответствии с этим, в хозяйствах специализирующихся на производстве говядины и молока, две трети посевных площадей должны быть заняты травами и одна треть зерновыми и корнеклубнеплодами.

Производство силоса, сенажа и других кислых кормов не предусматривается.

При разработке вариантов структуры пашни за основу следует брать рекомендованную структуру, т.к. фактическая сложилась стихийно без научного обоснования.

Таблица 13 – Варианты структуры пашни

№№

п.п.

Сельскохозяйственные культуры и пар

Урожай-

ность, ц/га

Структура пашни

Рекомен-

дованная

Расчетная

I

II

III

IV

V

1.

Зерновые и зернобобовые,

всего, в т.ч.:

52

47

42

37

32

27

2.

яровая пшеница

16,5

25

17

12

10

8

7

3.

яровой ячмень

16,3

12

10

10

7

6

5

4.

овес

15,2

10

10

10

10

8

5

5.

горох

11,9

5

10

10

10

10

10

6.

Кормовые культуры

всего, в т.ч.:

35

40

45

50

55

60

7.

корнеплоды

220,0

2,0

9

9

9

9

9

8.

однолетние травы

на зеленый корм

11

11

11

11

11

11

9.

Многолетние травы на сено

26,0

15

20

25

30

35

40

10.

Кукуруза на силос

190,0

7

-

-

-

-

-

11.

Пар черный

13

13

13

13

13

13

Всего

100

100

100

100

100

100

Таблица 14 – Оценка продуктивности структур пашни, ц/100 га пашни

№

п/п

Сельскохозяйственные культуры и пар

Урожайность, ц/га

Кормопротеиновый коэффициент К

Структура пашни

Фактич.

Рекомен.

Расчетные варианты

Д

УКД

Д

УКД

I

II

III

IV

V

Д

УКД

Д

УКД

Д

УКД

Д

УКД

Д

УКД

1.

Зерновые и зернобобовые, всего в т.ч.

52,9

52

47

42

37

32

27

2.

Озимая рожь

18,5

1,054

0,2

3,9

3.

Яровая пшеница

16,5

0,885

31,6

461

25

365

17

248

12

175

10

146

8

117

7

102

4.

Яровой ячмень

16,3

0,814

9,2

121

12

159

10

132

10

132

7

92

6

79

5

66

5.

Овес

15,2

0,682

11,2

116

10

104

10

104

10

104

10

104

8

83

5

52

6.

Горох

11,9

1,62

0,7

13,0

5

96

10

193

10

193

10

193

10

193

10

193

7.

Кормовые культуры

всего, в т.ч.

27,6

35

40

45

50

55

60

8.

Корнеплоды

220,0

0,159

3,2

112

2,0

70

9

315

9

315

9

315

9

315

9

315

9.

Однолетние травы на зеленый корм

100,0

0,419

11

461

11

461

11

461

11

461

11

461

11

461

11

461

10.

Многолетние травы на сено

26,0

0,950

6,8

168

15

370

20

494

25

617

30

741

35

864

40

988

11.

Кукуруза на силос

190,0

0,119

6,6

149

7

158

-

-

12.

Пар черный

-

19,5

13

13

13

13

13

13

Продуктивность, Ц.К.П.Е. 100 га

1605

1783

1947

1997

2052

2112

2177

Таблица 15 – Определение почвозащитной способности структуры пашни, %

№

п/п

Сельскохозяйственные культуры и пар

Защищенность почвы культурой, %

Структура пашни

Фактич.

Рекомен.

I

II

III

IV

V

Д1%

ПЗС

Д1%

ПЗС

Д1%

ПЗС

Д1%

ПЗС

Д1%

ПЗС

Д1%

ПЗС

Д1%

ПЗС

1.

Зерновые и зернобобовые, всего в т.ч.

52,9

52

47

42

37

32

27

2.

Озимая рожь

83

0,2

16,6

-

-

-

-

-

-

3.

Яровая пшеница

50

31,6

1580

25

1250

17

850

12

600

10

500

8

400

7

350

4.

Яровой ячмень

50

9,2

460

12

600

10

500

10

500

7

350

6

300

5

250

5.

Овес

42

11,2

470

10

420

10

420

10

420

10

420

8

336

5

210

6.

Горох

47

0,7

33

5

235

10

470

10

470

10

470

10

470

10

470

7.

Кормовые культуры

всего, в т.ч.

27,6

35

40

45

50

55

60

8.

Корнеплоды

47

3,2

150

2,0

94

9

423

9

423

9

423

9

423

9

423

9.

Однолетние травы на зеленый корм

47

11

517

11

517

11

517

11

517

11

517

11

517

11

517

10.

Многолетние травы на сено

95

6,8

646

15

1425

20

1900

25

2375

30

2850

35

3335

40

3800

11.

Кукуруза на силос

35

6,6

231

7

245

-

-

12.

Пар черный

0,0

19,5

13

13

13

13

13

13

ПЗС

41,00

47,8

50,8

53,05

55,3

57,7

60,2

Таблица 16 - Расчет баланса восстановления гумуса, т/га за год

№

п/п

Сельскохозяйственные культуры и пар

У,

т/га

К

М,

т/га

Структура пашни

Фактич.

Рекомен.

I

II

III

IV

V

Д,%

УКД

МД

Д,%

УКД

МД

Д,%

УКД

МД

Д,%

УКД

МД

Д,%

УКД

МД

Д,%

УКД

МД

Д,%

УКД

МД

1.

Зерновые и зернобобовые, всего в т.ч.

52,9

52

47

42

37

32

27

2.

Озимая рожь

1,85

1,1

1,35

0,2

0,41

0,27

3.

Яровая пшеница

1,65

0,9

1,1

31,6

46,9

34,7

25

37

27,5

17,0

25,5

18,7

12,0

17,7

13,2

10,0

15,0

11,0

8,0

12,0

8,8

7,0

10,4

7,7

4.

Яровой ячмень

1,63

0,9

1,23

9,2

13,5

11,3

12

17,6

14,8

10,0

15,0

12,3

10,0

14,7

12,3

7,0

10,5

8,6

6,0

9,0

11,0

5,0

7,3

6,1

5.

Овес

1,52

1,0

1,20

11,2

17,0

13,4

10

15,2

12,0

10,0

15,2

12,0

10,0

15,2

12,0

10,0

15,2

12,0

8,0

12,1

9,6

5,0

7,6

6,0

6.

Горох

1,19

0,8

1,50

0,7

0,66

1,0

5

4,75

7,5

10,0

9,5

15,0

10,0

9,5

15,0

10,0

9,5

15,0

10,0

9,5

15,0

10,0

9,5

15,0

7.

Кормовые культуры

всего, в т.ч.

27,6

35

40

45

50

55

60

8.

Корнеплоды

22,0

0,04

1,59

3,2

2,8

5,1

2,0

1,76

3,18

9,0

7,9

14,3

9,0

7,9

14,3

9,0

7,9

14,3

9,0

7,9

14,3

9,0

7,9

14,3

9.

Однолетние травы на зеленый корм

10,0

0,2

1,10

11

22,0

12,1

11,0

22,0

12,1

11,0

22,0

12,1

11,0

22,0

12,1

11,0

22,0

12,1

11,0

22,0

12,1

11,0

22,0

12,1

10.

Многолетние травы на сено

2,6

1,5

0,60

6,8

26,5

4,1

15,0

58,5

9,0

20,0

78,0

12,0

25,0

97,5

15,0

30,0

117

18,0

35,0

136,5

21,0

40,0

156,0

24,0

11.

Кукуруза на силос

19,0

0,16

1,47

6,6

20,0

9,7

7,0

21,3

10,3

12.

Пар черный

2,0

19,5

39,0

13,0

26,0

13,0

26,0

13,0

26,0

13,0

26,0

13,0

26,0

13,0

26,0

Σ

149,8

130,7

178,1

122,4

173,1

122,4

185,1

119,9

197,1

117,0

209,0

117,8

220,7

111,2

БГ т/га

-0,78

-0,60

-0,60

-0,55

-0,48

-0,45

-0,34

После проведения расчетов строятся графики зависимости продуктивности, почвозащитной способности и баланса восстановления гумуса.

Рис. 1 Зависимость продуктивности пашни от доли многолетних трав