Расчет баланса гумуса и потерь от деградации почвы

 

 

Таблица 1.1 Расчет баланса гумуса в почвах при планируемой структуре посевных площадей и урожайности сельскохозяйственных культур

	Наименование показателя	Ед. изм. усл.обозн., формула расчета		Название возделываемых  культур в севообороте
				Яровая пшеница	Яровая пшеница			Ячмень
	Исходные данные
1	Посевная площадь, га		S, га	360		360	325
2	Урожайность основной продукции		А, ц/га	23		23	24
3	Внесение азотных удобрений		Mv, ц/га	1		1	1
3а	в т.ч. азота		NMV, ц/га	0,34		0,34	0,34
4	Внесение органических удобрений		Оу, ц/га	60		60	60
4а	в т.ч. азота		Nov ц/га	0,3		30	30
5	Масса побочной продукции		В, ц/га	31,3		31,3	28,8
6	Масса поверхностных  растительных остатков		С, ц/га	10		10	10
7	Масса корней		D, ц/га	24,4		24,4	25
8	Содержание азота в  фитомассе, всего		Nфм	1,26		1,26	0,99
8а	в т. ч. в основной продукции		AxNa. ц/га	0,78		0,78	0,5
8б	В побочной продукции		BxNв, ц/га	0,21		0,21	0,14
8в	в поверхностных остатках		CxNc, ц/га	0,07		0,07	0,05
8г	в корнях		DxNd, ц/га	0,2		0,2	0,3
9	Получено растениями азота, всего		N, ц/га	0,24		0,24	0,25
9а	в т.ч. из растительных остатков		(CxNc+DхNd)K1	0,05		0,05	0,06
9б	из минеральных  удобрений		NmvхK2	0,11		0,11	0,11
9в	из органических удобрений		NovxK3	0,08		0,08	0,08
9г	путем фиксации из воздуха		Nфб	-		-	-
10	за счет гумуса почв		Nг,ц/га	1,02		1,02	0,74
10а	то же с  учетом поправочных коэффициентов  на мехсостав и технологию обработки		NгхКпхКт	1,22		1,22	0,89
11	Потери гумуса на минерализацию (Рга)		NгхКпхКтх20,ц/га	24,4		24,4	17,8
12	То же на всю  площадь поля		SхРга, ц/га	8784		8784	5785
13	Образование гумуса, всего (Пга)		П, ц/га	10,99		10,99	11,1
13а	в т.ч. за счет растительных остатков		(C+D)x Kг, ц/га	6,19		6,19	6,3
13б	органических удобрений		OyxKг, ц/га	4,8		4,8	4,8
14	То же на всю  площадь поля		SхПга, ц/га	3956,4		3956,4	3607,5
15	Баланс гумуса		П – Р	- 4827,6		- 4827,6	- 2177,5

 

Всего по севообороту: дефицит гумуса составляет 11832,7 ц или 1183,27 тонн.

Дефицит баланса гумуса почв планируется покрыть:

за счет навоза:     14791 тонн                           

 

2 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ОТ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЫ

2.1 Исходные данные.

а) Севооборот: пар, яровая пшеница, яровая пшеница, ячмень.

б) Площадь земельных  угодий:

- общая земельная площадь – 2500 га;

- сельхозугодий –  2325 га;

- пашни – 1395 га, в  т.ч. поле 1 – 350 га, поле 2 – 360 га, поле 3 – 360 га, поле 4 – 325 га.

в) Урожайность с/х  культур:

- яровая пшеница –  23 ц/га;

- ячмень – 24 ц/га.

г) Механический состав почвы: средний суглинок.

д) Тип почвы: темно-серые лесные.

е) Удельный вес земель:

- слабосмытых – 10;

- среднесмытых – 5;

- сильносмытых – 5.

ж) Крутизна склонов – 3-5 град.

Задание: Рассчитать потери от деградации почв.

2.2 Расчет потерь от деградации почвы.

 

Определим полные потери почв по видам сельскохозяйственных угодий (Q_п ). Они равны сумме потерь почв на слабосмытых (Q_сл ), среднесмытых (Q_ср ) и сильносмытых (Q_си ) почвах:

Q_п = Q_сл + Q_ср + Q_си                                          (2.1);

 

Полные потери со слабосмытых почв (Q_сл )и среднесмытых почв (Q_ср ) определяют по формуле 2.2:

Q_{cл; cр} = 100 h_A k·q_A ; т/га;                             (2.2);

где Q – масса смытой почвы соответственно со слабоэродированных (Q_cл ) и среднеэродированных (Q _cр) почв, т/га;

100 – коэффициент размерности для перехода от мощности гумусового слоя в см и площади 1 га в квадратных метрах к объёму в м³ /га;

h_A – средняя мощность гумусового горизонта не смытых почв. Принимают по данным полевого почвенного обследования. Условно можно принять равным глубине пахотного горизонта 25см.

k – коэффициент потери почв, равный для слабо смытых почв 10-30% (в среднем 25%), для среднесмытых почв 31-75% (в среднем 50%) и от мощности несмытого гумусового горизонта А.

q_A – средняя плотность (объёмный вес) почв гумусового горизонта, г/см³ , равная 1,16 – 1,20.

Для наших условий Q_cл = 100 h_A k·q_A = 100х0,25х0,25х1,18 = 7,4 т/га.

Q_cр = 100 h_A k·q_A = 100х0,25х0,5х1,18 = 14,8 т/га.

Полные потери сильносмытых почв и оврагов (Q_си ) определяют по формуле 2.3:

Q_cu= 100 * (h_A · q_A + 0,75 · h_B · q_B ),                (2.3);

где h_B – средняя мощность гумусового горизонта В, см;

q_B – средняя плотность (объёмный вес) почв гумусированного горизонта В, г/см³ .

Q_cu= 100 * (h_A · q_A + 0,75 · h_B · q_B ) = 100х(0,25х1,18+0,75х0,25х1,18) = 51,6 т/га.

Тогда, Q_п = Q_сл + Q_ср + Q_си = 7,4+14,8+51,6 = 73,8 т/га.

Дифференцируем полные годовые потери почвы по культурам, исходя из структуры посевных площадей хозяйства и коэффициентов эрозионной опасности сельскохозяйственных культур по формуле (2.4):

* k_i., т/га, где                               (2.4)

Q_i - нормативный смыв почвы по культурам в зависимости от степени смытости почв, т/га;

Q_п – полный годовой смыв почвы на пашне, т/га;

k_i – коэффициент эрозионной опасности i-ой культуры;

d_i – доля i-ой культуры в общей площади севооборота.

По данным экспликации  почв и размещению культур в севооборотах распределяем посевные площади культур по почвам с учётом степени их смытости (Таблица 2.1 и 2.2).

Расчет потерь урожая из-за эрозии почвы (таблицы 2.4 и 2.5) показывает, что в данном хозяйстве потери урожая составляют: - пшеницы – 3217 т (131,3 тыс. рублей прибыли); - ячменя – 1209 т (30,1 тыс. рублей прибыли).

С целью получения  высоких урожаев необходимо применять  мероприятия, предотвращающие эрозию: полосное размещение культур и пара, посев сидератов, мульчирование почвы соломой и стерней, использование противоэрозионных приемов обработки почвы при подъеме и содержании пара.

Противоэрозионную эффективность  севооборотов, даже в случае небольшого удельного веса или отсутствия в них многолетних трав (как в нашем случае), можно значительно повысить за счет: правильного подбора и соотношения культур, применения оптимальных норм высева семян и сроков посева, поукосных, пожнивных, промежуточных посевов, широкого внедрения посева сидератов, мульчирование почвы, посева по стерне, противоэрозионной обработки почвы, дифференцированной системы удобрений с учетом эродированности почвы, проведения необходимых лесомелиоративных мероприятий.

 

 

 

 

 

Таблица 2.1 Распределение возделываемых культур с учётом степени смытости почв

№ поля	Культуры	Площадь поля, культуры, га	Структура почвенного покрова (%)				Размещение посевов  на почвах (га)
			не смытые	слабосмытые	среднесмытые	сильно смытые	не смытые	слабосмытые	среднесмытые	сильно смытые
1	Пар	350	25	15	5	55	87,5	52,5	17,5	192,5
2	Яровая пшеница	360	30	25	20	25	108	90	72	90
3	Яровая пшеница	360	30	30	10	30	108	108	36	108
4	Ячмень	325	40	25	15	20	130	81,25	48,75	65
Итого по севообороту		1395					433,5	331,75	174,25	455,5

 

Таблица 2.2 Показатели полного годового смыва почвы по (по культурам)

Культуры	Коэффициент эрозионной опасности	Структура посевов (в  долях единиц)	Расчётные величины, т/га	Нормативный смыв (т/га)
				слабосмытые	среднесмытые	сильносмытые
Пар	1,0	0,25	1,3	2,5	2,0	1,5
Яровая пшеница	0,5	0,26	1,4	2,5	2,0	1,5
Яровая пшеница	0,5	0,26	1,4	2,5	2,0	1,5
Ячмень	0,5	0,23	1,2	2,5	2,0	1,5
Итого		1,0	1,33	2,5	2,0	1,5

 

Таблица 2.3 Расчёт полных годовых потерь почвы по севообороту

Культура	Площадь поля,  га	в т.ч. эрод., га	слабосмытые			среднесмытые			сильносмытые			Итого потерь почвы, т	Полные потери почвы, т/га
			площадь, га	норматив, т/га	потери почвы, т	площадь, га	норматив, т/га	потери почвы, т	площадь, га	норматив, т/га	потери почвы, т
Пар	350	262,5	52,5	2,5	131,25	17,5	2,0	35	192,5	1,5	288,75	455	1,3
Яровая пшеница	360	252	90	2,5	225	72	2,0	144	90	1,5	135	504	1,4
Яровая пшеница	360	252	108	2,5	270	36	2,0	72	108	1,5	162	504	1,4
Ячмень	325	195	81,25	2,5	203,13	48,75	2,0	97,5	65	1,5	97,5	398,13	1,2
Итого по севообороту	1395	961,5	331,75	2,5	829,38	174,25	2,0	348,5	455,5	1,5	683,25	1861,13	1,33

 

 

 

 

 

Таблица 2.4  Расчет потерь урожая

Культуры	Снижение урожайности, ц/га			Площадь, га			Потери урожая, ц
	на слабосмытых	на среднесмытых	на сильно смытых	слабосмытых	среднесмытых	сильносмытых	на слабосмытых	на среднесмытых	на сильносмытых	всего
Яр.пшеница	1,61 (7%)	5,75 (25%)	11,5 (50%)	198	108	198	318,78	621	2277	3217
Ячмень	1,68 (7%)	6,0 (25%)	12,0 (50%)	81,25	48,75	65	136,5	292,5	780	1209

 

 

Таблица 2.5 Расчет недополученной выручки и прибыли

Культуры	Потери урожая, ц	Цена (себестоимость) 1 ц, руб.	Прибыль в расчете на 1 ц, руб.	Потери, тыс. руб.
				выручки	прибыли
Яр.пшеница	3217	443,6	40,8	1427	131,3
Ячмень	1209	395,2	24,9	477,8	30,1

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

В почве постоянно  протекают два противоположных  процесса: накопление и расходование гумуса. Образование и накопление гумуса в почве происходит в процессе разложения и гумификации органических удобрений, растительных и животных остатков, а расход - в процессе его минерализации и выноса образовавшихся питательных веществ с урожаем. Большие потери гумуса происходят в результате эрозии и дефляции почв.

Поэтому для поддержания  в почве положительного баланса  гумуса необходимо постоянно пополнять его запасы путем внесения органических удобрений, запашки сидератов, оставления побочных продуктов урожая и т.д.