Работа № 7. Расчет действительно возможной урожайности в агроландшафте с учетом почвенного плодородия

1. Провести расчет баланса питательных элементов на разных элементах рельефа. Для этого используются результаты расчёта баланса почвенной массы U по каждому элементу рельефа из работы № 5, на основании которых рассчитывается перемещение азота, фосфора, калия и гумуса с почвенной массой – потери или накопление на 1 га за год.

Для расчёта используются следующие формулы:

Гумус + (10×М) × С (13)

(14),

где Гумус – количество гумуса в почвенной массе, кг/га;

C – содержание гумуса, %;

К – концентрация элемента, мг/100 г;

М – вес почвенной массы в кг/га.

Для расчета М из U используется зависимость М(кг/га)=1000×U(m/га)

Пример расчёта для гипсометрического профиля на рисунке17 и для 8 варианта параметров почв и агроценозов:

Таблица 1

Баланс агрохимических показателей по элементам профиля (кг/га)

(Иванов, Тюлин, 2005)

2. Принимая неизменной интенсивность эрозионных процессов, рассчитать содержание подвижного фосфора и гумуса через 50 лет при постоянстве сельскохозяйственного использования. Результаты расчетов использовать для оценки балла бонитета.

В расчёте балл бонитета определяется на основе сопоставления данных по содержанию в почвах фосфора и их гумусированности.

Определяют начальные запасы фосфора в кг/га, пересчитывая их из мг/100 г. Для расчёта используются данные таблицы 2 по коэффициентам перевода, исходя из гранулометрического состава почв.

Таблица 2

Коэффициенты перевода питательных веществ из мг/100 г в кг/га почвы

(Иванов, Тюлин, 2005)

Оценку гранулометрического состава почв, зная содержание в почве фракций 0,1-0,001 мм и 0,1-1,0 мм, можно дать оценочно на основании классификации почв Н.А. Качинского, использовавшего содержание фракций <0,01 мм для разделения почв на песчаные (10% и менее), супесчаные (10-20%) и суглинистые (>20%).

Например, для варианта 8, где содержание фракции песка составляет 5% и фракции пыли - 60%, почвы могут быть отнесены к суглинистым, а для пахотного слоя мощностью 22 см коэффициент пересчета составит 26. Первоначальные запасы фосфора для данного варианта равны 9 мг/100 г, что соответствует 234 кг/га. При неизменной потере фосфора в течение 50 лет при условии неизменного возделывания монокультуры картофеля из почвы элемента рельефа I будет вынесено 2^.50 = 100 кг/га P, останется 234-100 = 134 кг/га или 134/26 = 5.2 мг/100 г P, что соответствует 5,1^.2,3 =12,0 мг/100 г P₂О₅ при пересчете в окисную форму.

Для расчета изменений содержания гумуса переводят относительное содержание в запас гумуса с использованием массы пахотного слоя:

З=10000×^. Г×П×^.О, (15)

где З – запасы гумуса в т/га;

Г – содержание гумуса в %;

П – мощность пахотного слоя почв, м;

О – плотность почвы в т/м³.

Для первого элемента рельефа и 8 варианта параметров почв и агроценозов:

100^. 1,5^.0,22^.1100 =36300 кг/га

За 50 летпри условии неизменного возделывания монокультуры картофеля из почвы элемента рельефа I будет вынесено 50^.336=16800 кг/га, останется 36300-16800 = 19500 кг/га или

Таблица 3

Шкала бонитировки дерново-подзолистых легкосуглинистых пахотных почв

(Иванов, Тюлин, 2005)

Принимая рН равным 5,6-6,5, при содержании в пахотном слое 12,0 мг/100 г P₂О₅ и 0,8% гумуса балл бонитета для картофеля (табл. 3) составит 46-50 или в среднем 48 баллов.

3. Учитывая цену балла бонитета, а также поправочные коэффициенты по влиянию агроэкологических и производственных факторов на урожайность культур, рассчитать действительную возможную урожайность заданной культуры севооборота по элементам рельефа.

У дву=Б^.Ц^.А, (16)

где Удву – действительно возможная урожайность культуры ц/га;

Б- балл бонитета;

Ц – цена балла;

А – поправка.

Цена балла бонитета определяется из таблицы 4, поправка – из таблицы5.

Таблица 4

Урожайная цена балла бонитета и продукции на один балл

(Иванов, Тюлин, 2005)

Таблица 5

Поправки к бонитету почв в зависимости от уклона поверхности

(Иванов, Тюлин, 2005)

Цена балла при среднем уровне агротехники составляет 2,0, крутизна элемента рельефа № 1 равна 2,2^о (определена в работе № 4),

У дву=48^.2^.1 =96 ц/га,

Пример расчёта для гипсометрического профиля на рисунке 17 и для 8 варианта параметров почв и агроценозов:

Таблица 6

Расчет действительно возможной урожайности по элементам профиля

(Иванов, Тюлин, 2005)

Пример развернутого вывода по динамике почвенного плодородия и изменения урожайности в пределах геохимического профиля.

В пределах изучаемого профиля наблюдается значительное варьирование почвенного плодородия и урожайности картофеля. Сравнительно высокая действительно возможная урожайность в транзитно-аккумулятивных микроландшафтах связана с тем, что здесь в результате намыва материала с более высоких позиций аккумулируется гумус и питательные вещества, что увеличивает бонитет почвы. Подножие склона юго-западной экспозиции характеризуется максимальными урожаями картофеля. На средних и верхних частях склона происходит потеря вещества, что ведёт к снижению бонитета почвы и урожайность картофеля на этих участках уменьшается по сравнению с подножием на 30-40%.