Оценка водных экосистем и их загрязнение при сельскохозяйственном производстве

 

При недостаточном количестве органического удобрения в хозяйстве, в виде навоза, бездефицитный баланс гумуса в почве можно достичь в результате применения элементов биологизации в земледелии, что дает возможность снизить при минимальных затратах потери гумуса в 1,5-2 раза, а при удельном весе многолетних трав в 25-30%, зернобобовых культур - 15% и применении соломы на удобрение - сохранить органическое вещество почвы, стабилизировать урожаи сельскохозяйственных культур.

Необходимо рассчитать смыв почвы в севообороте с  учетом уклона местности и коэффициента эрозионной опасности (КЭО) сельскохозяйственных культур.

Для этого рассчитываем почвенную эффективность севооборота  Э (%) по формуле:

Э=

100%(10)

где С_п - смыв с поля с учетом культур;

С_чп - смыв с чистого пара.

Используя данные таблицы 9 необходимо рассчитать почвозащитную  эффективность севооборотов в хозяйстве.

 

Таблица 9

Показатели  эрозионной опасности почвенного покрова при возделывании сельскохозяйственных культур

Культуры	КЭО
Пар	1,0
Озимые	0,3
Многолетгие травы	0,03
Яровые зерновые	0,4
Пропашные	0,6
Однолетние травы	0,3

 

 

Проведем оценку энергетической эффективности почвозащитной функции севооборота. При этом следует иметь в виду, что в 1 кг гумуса содержится 22,0 МДж.

 

 

 

 

 

 

Таблица 10

Севооборот  с учетом коэффициента эрозионной опасности

Культуры	Смыв почвы, т
Пар чистый	3
Озимая пшеница	0.9
Яровая пшеница	1.6
Кукуруза	1.2
Мн.травы	0.09
Ячмень	1.6
Подсолнечник	0.09
Всего	8.48

 

Смыв с чистого пара на этом ландшафте составляет 3 т/га. Общий смыв с полей парового севооборота  – 8.48 т. В среднем с одного поля смыв составляет 8.48: 7 = 1,2 т/га.

Таким образом, почвозащитная  эффективность севооборота:

Э = (1-1.2/3) 100% = 60%

Определяем энергетическую эффективность севооборота.

Смыв с поля – 1.2 т/га. Смыв с чистого пара - 3,0 т/га. Разница: 3,0 – 1.2 = 1, 8 т/га.

Поскольку содержание гумуса в почве 3.8 %, то в 1,2 т/га почвы будет гумуса:

1.2*4 : 100 = 0,048 т = 48 кг

С учетом того, что в 1 кг гумуса содержится 22,0 МДж, то энергетическая эффективность севооборота:

48 * 22 = 1056 МДж = 1.056 ГДж.

 

 

4. Прогнозирование продуктивности  пахотных земель хозяйства

 

Таблица 11

Расчет параметров прямой и линейного коэффициента корреляции

 

Озимой  пшеницы

Порядковый номер года, х	Урожайность с.-х. культур, ц/га, у	ху	х2	Урожайность по формуле ц/га ух	у-ух	(у-ух)2	(ух)2
1	2	3	4	5	6	7	8
1-1997	19.78	19.78	1	16.35	0,6	0,36	285,61
2-1998	18	36	4	16.54	-1,14	1,30	311,17
3-1999	10	30	9	16.73	-4,96	24,60	337,09
4-2000	15	60	16	16.92	0,52	0,27	364,05
5-2001	18	90	25	17.11	0,60	0,36	392,04
6-2002	20	120	36	17.3	5,08	25,81	421,07
21	100.78	355.78	91	100.95	4,68	133,04	5305,15

 

n=6; ∑x = 21; ∑y =100.78; ∑ x y = 355.78

 

100.78= 6a+21b

355.78= 21a+91b

Разделив 1-е уравнение на 6, а 2-е на 21 получим:

16.79 = a+3.5b

16.94 = a+4.3b

Вычитаем из 2-го уравнения 1-е и  получаем:

0.15 = 0.8b

Отсюда находим:

b = 0.19

Подставим в первое уравнение значение параметров b:

16.79 = a+3.5*0.19

Отсюда а ровно:

а = 16.16

Зависимость урожайности культур  от фактора времени будет иметь  вид:

y = 16.16+0.19*x

x-это число лет на которые производится прогноз урожайности культуры:

y = 16.16+0.19*1 = 16.35

y = 16.16+0.19*2 = 16.54

y = 16.16+0.19*3 = 16.73

y = 16.16+0.19*4 = 16.92

y = 16.16+0.19*5 = 17.11

y = 16.16+0.19*6 = 17.3

 

Коэффициент корреляции, характеризующий тесноту связи  динамического ряда наблюдений за урожайностью озимой пшеницы с уровнями урожайности, рассчитанными по составленному уравнению связи, будет следующей:

r xy = 0.024

График озимой пшеницы

 

 

 

 

 

 

 

продолжение таблицы 11

 

Кукурузы

Порядковый номер года, х	Урожайность с.-х. культур, ц/га, у	ху	х2	Урожайность по формуле ц/га ух	у-ух	(у-ух)2	(ух)2
1	2	3	4	5	6	7	8
1-1997	10	10	1	9.8	0,6	0,36	95.55
2-1998	10.23	20.46	4	9.9	-1,14	1,30	97.02
3-1999	9.9	29.7	9	9.9	-4,96	24,60	98.51
4-2000	8.4	33.6	16	10.0	0,52	0,27	100.00
5-2001	10.75	53.75	25	10.1	0,60	0,36	101.51
6-2002	10.5	63	36	10.2	5,08	25,81	103.02
21	59.78	210.51	91	59.78	4,68	133,04	595.60

 

n=6; ∑x = 21; ∑y =59.78; ∑ x y =210.51

59.78= 6a+21b

210.51= 21a+91b

Разделив 1-е уравнение  на 6, а 2-е на 21 получим:

9.96 = a+3.5b

10.02 = a+4.3b

Вычитаем из 2-го уравнения 1-е и получаем:

0.06 = 0.8b

Отсюда находим:

b =0.075

Подставим в первое уравнение  значение параметров b:

16.79 = a+3.5*0.075

Отсюда а ровно:

а = 9.7

Зависимость урожайности  культур от фактора времени будет  иметь вид:

y = 9.7+0.075*x

x-это число лет на которые производится прогноз урожайности культуры:

y = 9.7+0.075*1 = 9.8

y = 9.7+0.075*2 = 9.9

y = 9.7+0.075*3 = 9.93

y = 9.7+0.075*4 = 10

y = 9.7+0.075*5 = 10.1

y = 9.7+0.075*6 = 10.2

 

Коэффициент корреляции, характеризующий тесноту связи  динамического ряда наблюдений за урожайностью озимой пшеницы с уровнями урожайности, рассчитанными по составленному уравнению связи, будет следующей:

r xy = 0.32

График кукурузы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Многолетней травы

Порядковый номер года, х	Урожайность с.-х. культур, ц/га, у	ху	х2	Урожайность по формуле ц/га, ух	у-ух	(у-ух)2	(ух)2
1	2	3	4	5	6	7	8
1-1997	15	15	1	14.24	0,6	0,36	202.78
2-1998	14.21	28.42	4	14.39	-1,14	1,30	207.07
3-1999	13.25	39.75	9	14.54	-4,96	24,60	211.41
4-2000	15.2	60.8	16	14.69	0,52	0,27	215.80
5-2001	14.8	74	25	14.84	0,60	0,36	220.23
6-2002	15.25	91.5	36	14.99	5,08	25,81	224.70
21	87.71	309.47	91	87.69	4,68	133,04	1281.98

 

n=6; ∑x = 21; ∑y =87.71; ∑ x y =309.47

87.71= 6a+21b

309.47= 21a+91b

Разделив 1-е уравнение  на 6, а 2-е на 21 получим:

14.61 = a+3.5b

14.74 = a+4.3b

Вычитаем из 2-го уравнения 1-е и получаем:

0.12 = 0.8b

 

Отсюда находим:

b =0.15

Подставим в первое уравнение  значение параметров b:

14.61 = a+3.5*0.15

Отсюда а ровно:

а = 14.09

Зависимость урожайности  культур от фактора времени будет  иметь вид:

y = 14.09+0.15*x

x-это число лет на которые производится прогноз урожайности культуры:

y = 14.09+0.15*1 = 14.24

y = 14.09+0.15*2 = 14.39

y = 14.09+0.15*3 = 14.54

y = 14.09+0.15*4 = 14.69

y = 14.09+0.15*5 = 14.89

y = 14.09+0.15*6 = 14.99

 

Коэффициент корреляции, характеризующий тесноту связи  динамического ряда наблюдений за урожайностью озимой пшеницы (гр.3 табл. 12) с уровнями урожайности, рассчитанными по составленному  уравнению связи, будет следующей:

r xy = 0.07

 

 

 

 

 

График многолетних  трав

 

 

 

Яровой пшеницы

Порядковый номер года, х	Урожайность с.-х. культур, ц/га, у	ху	х2	Урожайность по формуле ц/га ух	у-ух	(у-ух)2	(ух)2
1	2	3	4	5	6	7	8
1-1997	10	10	1	9.69	0,6	0,36	93.90
2-1998	9.8	19.6	4	9.78	-1,14	1,30	95.65
3-1999	8.7	26.1	9	9.87	-4,96	24,60	97.42
4-2000	10.21	40.84	16	9.96	0,52	0,27	99.20
5-2001	9.9	49.5	25	10.05	0,60	0,36	101.00
6-2002	10.25	61.5	36	10.14	5,08	25,81	102.82
21	58.86	207.54	91	59.49	4,68	133,04	589.98