2.5 Оценка эффективности севооборотов по выходу продукции и балансу гумуса

Любая система земледелия должна в полной мере учитывать закон возврата и обеспечивать в соответствии с ним положительный баланс элементов питания в почве, особенно гумуса.

Вынос азота урожаем определяется путем умножения выноса его единицей продукции на расчетную урожайность и поправочные коэффициенты (эффективность использования растениями азота гумуса).

Поправочные коэффициенты использования азота зависят от механического состава почвы и особенностей выращиваемых культур. Они составляют:

для тяжелого суглинка - 0,8;для многолетних трав - 1,0; для культур сплошного посева - 1,2; пропашных - 1,6.

Расчет поступления азота растениям проводится с учетом коэффициента его использования, который составляет для минеральных удобрений и растительных остатков 50%, для навоза 25%.

Для определения количества растительных остатков, поступающих в почву, применяют уравнение линейной регрессии (табл.).

Уравнение линейной регрессии по видам культур (по Б.А. Доспехову)

Содержание азота в растительных остатках составляет около 1,5%, в навозе 0,5%. Вычитание из общего выноса азота с урожаем его количества, поступивших в растения из удобрений и растительных остатков, находят долю (дефицит) азота. Покрываемого за счет минерализации гумуса.

Умножив дефицит азота на коэффициент 10. Определяют количество разложившегося гумуса (по углероду) за вегетационный период.

Количество новообразованного гумуса рассчитывают по коэффициенту в органических удобрениях и растительных остатках с учетом содержания углерода в них. Среднее содержание углерода в сухом веществе растительных остатков составляет 45%, а навоза 50%.

После расчета баланса гумуса по каждой культуре определяют его значение по всему севообороту. В случае отрицательного баланса нужно определить источники и рассчитать дозы дополнительного внесения органического вещества (навоз, посев промежуточных культур на сидерат, изменение структуры посевных площадей).

Я рассчитывала баланс гумуса в шестипольном зерново-травяном севообороте со следующим чередованием культур: горох - пшеница - суданка + кормовое просо - пшеница + просо - эспарцет, а так же в четырехпольном зерново-кормовом: культура на силос - просо - ячмень - овес. Почва чернозем южный, тяжелосуглинистая.

Таблица 6 - Расчет гумусового баланса в полевом севообороте (51)

Рассчитала вынос азота планируемым урожаем путем урожайности культуры на вынос азота 1 т продукции поправочные коэффициенты использования азота из тяжелосуглинистой почвы (0,8) и культуры (1,2):

Горох =1,63 х 60 х 0,8 х 1,2 = 94

Пшеница = 2,04 х 42,7 х 0,8 х 1,2 = 83,6

Суданка + Кормовое просо = (4,44 х 14,4 х 0,8 х 1,2) + (3,9 х 33 х 0,8 х 1,2) = 60,8 + 123,6 = 184,4

Пшеница + Просо = (1,53 х 42,7 х,8 х 1,2) + (3,9 х 33 х 0,8 х 1,2) = 62,7 +123,6 = 186,3

Эспарцет = 3,84 х 25 х 0,8 х 1,2 = 92,2

Рассчитывают количество азота, поступающего в почву из растительных остатков. Сначала необходимо по уравнению регрессии определить количество растительных остатков культур:

У (горох) = 0,23 х 1,63 + 3,51 = 3,9

(1,63 - урожайность гороха, т/га).

Затем подсчитывают поступление азота в почву:

3,9 х 0,015 х 0,5 = 0,0293т или 29 кг

(3,9 - количество растительных остатков, т; 0,015, или 1,5% - содержание азота в растительных остатках; 0,5 или 50% - коэффициент использования азота из растительных остатков).

Таким образом, всего из растительных остатков поступит 29 кг азота.

У (пшеница) = 0,54 х 2,04 + 1,01 = 2,1

2,1 х 0,015 х 0,5 = 0,0158т или 16 кг

У (суданка + кормовое просо):

У (суданка) = 0,25 х 4,44 + 1,47 = 2,6

2,6 х 0,015 х 0,5 = 0,0195т или 20 кг

У (кормовое просо) = 0,54 х 3,9 + 1,01 = 3,1

3,1 х 0,015 х 0,5 = 0,0234т или 23 кг

У (суданка + кормовое просо) = 20 + 23 = 43кг

У (пшеница + просо):

У (пшеница) = 0,54 х 1,53 +1,01 = 1,8

1,8 х 0,015 х 0,5 = 0,0137т или 14 кг

У (просо) = 0,54 х 3,9 + 1,01 = 3,1

3,1 х 0,015 х 0,5 = 0,0234т или 23 кг

У (пшеница + просо) = 14+23 = 37 кг

У (эспарцет) = 0,23 х 3,84 + 3,51 = 4,4

4,4 х 0,015 х 0,5 = 0,033т или 33 кг

Находя дефицит азота, который будет компенсироваться за счет минерализации почвенного гумуса:

Горох = 94 - 29 = 65кг

Пшеница = 83,6 - 16 = 67,6

Суданка + Кормовое просо = 184,4 - 43 = 141,4

Пшеница + Просо = 186,3 - 37 = 149,3

Эспарцет = 92,2 - 33= 59,2.

Определяют количество минерализованного гумуса умножением дефицита азота на 10 (коэффициент соотношения углерода и азота в гумусе):

Горох = 65 х 10 = 650кг

Пшеница = 67,6 х 10 = 676кг

Суданка + Кормовое просо = 141,4 х 10 = 1414кг

Пшеница + Просо = 149,3 х 10 = 1493кг

Эспарцет = 59,2 х 10 = 592кг.

Рассчитывают количество новообразованного гумуса в период вегетации культуры:

Горох = 3,9 х 0,45 х 0,2 = 0,351т = 351кг

(3,9 - количество растительных остатков, 0,45 или 45% - содержание углерода в растительных остатках, 0,2 или 20% - коэффициент гумификации).

Пшеница = 2,1 х 0,45 х 0,2 = 0,189т = 189кг

Суданка + Кормовое просо:

Суданка = 2,6 х 0,45 х 0,2 = 0,234т = 234кг

Кормовое просо = 3,1 х 0,45 х 0,2 = 0,279т = 279кг

Суданка + Кормовое просо = 234 + 279 = 513кг

Пшеница + Просо:

Пшеница = 1,8 х 0,45 х 0,2 = 0,162т = 162кг

Просо = 3,1 х 0,45 х 0,2 = 0,279т = 279кг

Пшеница + Просо = 162 + 279 = 441кг

Эспарцет = 4,4 х 0,45 х 0,2= 0,396т = 396кг.

Определяют баланс гумуса (из количества новообразованного гумуса вычисляют количество минерализованного гумуса)

Горох = 351 - 650 = -299

Пшеница = 189 - 676 = -487

Суданка + Кормовое просо = 513 - 1414 = -901

Пшеница + Просо = 441 - 1493 = -1052

Эспарцет = 396 - 592 = -196.

Подобным образом я рассчитала баланс гумуса под культурами кормового севооборота (121).

Расчет гумусового баланса в кормовом севообороте (121).

Вынос азота:

Кукуруза на силос = 3,66 х 26,5 х 0,8 х 1,2 = 93,1кг

Просо = 1,55 х 33 х 0,8 х 1,2 = 49,1кг

Ячмень = 3,84 х 25 х 0,8 х 1,2 = 92,2кг

Овес = 3,84 х 17,6 х 0,8 х 1,2 = 64,9кг.

Количество азота, поступающего в почву:

Кукуруза на силос = 0,1 х 3,66 +0,63 = 1т

1 х 0,015 х 0,5 = 0,0075т или 7,5 кг

Просо = 0,54 х 1,55 + 1,01= 1,9т

1,9 х 0,015 х 0,5 = 0,0143т или 14 кг

Ячмень = 0,54 х 3,84 + 1,01= 3,1т

3,1 х 0,015 х 0,5 = 0,0231т или 23 кг

Овес = 0,54 х 3,84 + 1,01= 3,1т

3,1 х 0,015 х 0,5 = 0,0231т или 23 кг.

Дефицит азота:

Кукуруза на силос = 93,1 - 7,5 = 85,6 кг

Просо = 49,1 - 14 = 35,1 кг

Ячмень = 92,2 - 23 = 69,2 кг

Овес = 64,9 - 23 = 41,9 кг.

Количество минерализованного гумуса:

Кукуруза на силос = 85,6 х 10 = 856 кг

Просо = 35,1 х 10 = 351 кг

Ячмень = 69,2 х 10 = 692 кг

Овес = 41,9 х 10 = 419 кг.

Количество новообразованного гумуса в период вегетации:

Кукуруза на силос = 1 х 0,45 х 0,2 = 0,09т = 90 кг

Просо = 1,9 х 0,45 х 0,2 = 0,171т = 171 кг

Ячмень = 3,1 х 0,45 х 0,2 = 0,279т = 279 кг

Овес = 3,1 х 0,45 х 0,2 = 0,279т = 279 кг.

Баланс гумуса:

Кукуруза на силос = 90 - 856 = -766 кг

Просо = 171 - 351 = -180 кг

Ячмень = 279 - 692 = -413кг

Овес = 279 - 419 = -140 кг.

Продуктивность полевого севооборота(51)

Рассчитала содержание кормовых единиц в 1 кг корма (в среднем), кг:

Горох (зерно) = 1,145 х 16,3 = 18,7кг.

(солома) = 0,31 х 16,3 = 5,01кг

18,7 + 5,01 = 23,8кг

Пшеница (зерно) = 1,19 х 20,4 = 24,3 кг

(солома) = 0,315 х 20,4 = 6,5 кг

24,3 + 6,5 =30,8кг

Суданка + Кормовое просо =:

Суданка (зерно) = 1,05 х 44,4 = 46,6кг

(сено) = 0,5 х 44,4 = 44,9кг

46,6 + 44,9 = 91,5кг

Кормовое просо (зерно) = 1,19 х 3,9 = 4,6кг

(солома) = 0,315 х 3,9 = 1,2кг

4,6 + 1,2 = 5,8кг

91,5 + 5,8 = 97,3кг

Пшеница + Просо:

Пшеница (зерно) = 1,19 х 1,53 = 18,2кг

(солома) = 0,315 х 15,3 = 4,8кг

18,2 + 4,8 = 23кг

Просо (зерно) = 1,19 х 3,9 = 4,6кг

(солома) = 0,315 х 3,9 = 1,2кг

4,6 + 1,2 = 5,8кг

23 + 5,8 = 28,8кг

Эспарцет (зерно) = 1,145 х 38,4 = 44кг

(сено) = 0,5 х 38,4 = 19,2кг

44 + 19,2 =63,2кг

Содержание переваримого протеина, г:

Горох (зерно) = 203,5 х 16,3 = 3317,05кг.

(солома) = 15,5 х 16,3 = 252,65кг

3317,05 + 252,65 = 3570,3кг = 3,6г

Пшеница (зерно) = 105 х 20,4 = 2142 кг

(солома) = 11,5 х 20,4 = 234,6 кг

2142 + 234,6 = 2376,6 кг = 2,4г

Суданка + Кормовое просо =:

Суданка (зерно) = 110 х 44,4 = 4884кг

(сено) = 55 х 44,4 = 2442кг

4884 + 2442 = 7326кг

Кормовое просо (зерно) = 105 х 3,9 = 409,5кг

(солома) = 11,5 х 3,9 = 44,85кг

409,5 + 44,85 = 454,35кг

7326 + 454,35 = 7780,35кг = 7,8г

Пшеница + Просо:

Пшеница (зерно) = 105 х 1,53 = 1606,5кг

(солома) = 11,5 х 15,3 = 175,95кг

1606,5 + 175,95 = 1782,45кг

Просо (зерно) = 105 х 3,9 = 409,5кг

(солома) = 11,5 х 3,9 = 44,85кг

409,5 + 44,85 = 454,35кг

1782,45 + 454,35 = 2236,8кг = 2,2г

Эспарцет (зерно) = 203,5 х 38,4 = 7814,4кг

(сено) = 55 х 38,4 = 2112кг

7814,4 + 2112 = 9936,4кг = 9,9г

Расчет кормо-протеиновых единиц:

КПЕ = У х Ке х П

П = Ф переваримого протеина / Н переваримого протеина

Ф переваримого протеина = Переваримый протеин / Кормовые единицы

Н переваримого протеина = 110

Горох: Ф = 3,6 / 23,8 = 0,15

П = 0,15 / 110 = 0,0013

КПЕ = 32,6 х 23,8 х 0,0013 = 1,01

Пшеница: Ф = 2,4 / 30,8 = 0,08

П = 0,08 / 110 = 0,0008

КПЕ = 40,8 х 30,8 х 0,0008 = 1,01

Суданка + Кормовое просо: Ф = 7,8 / 97,3 = 0,08

П = 0,08 / 110 = 0,0008

КПЕ = 96,6 х 97,3 х 0,0008 = 7,5

Пшеница + Просо: Ф = 2,2 / 28,8 = 0,08

П = 0,08 / 110 = 0,0008

КПЕ = 38,4 х 28,8 х 0,0008 = 7,5

Эспарцет: Ф = 9,9 / 63,2 = 0,16

П = 0,16 / 110 = 0,0015

КПЕ = 76,8 х 63,2 х 0,0015 = 7,3

Продуктивность полевого севооборота(121)

Содержание кормовых единиц в 1 кг корма (в среднем), кг:

Кукуруза на силос (зерно) = 1,27 х 36,6 = 46,5кг.

(силос) = 0,19 х 36,6 = 7кг

46,5 + 7 = 53,5кг

Просо (зерно) = 1,19 х 15,5 = 18,4 кг

(солома) = 0,315 х 15,5 = 4,9 кг

18,4 + 4,9 = 23,3кг

Ячмень (зерно) = 1,19 х 3,84 = 45,7кг

(солома) = 0,315 х 98,4 = 12,1кг

45,7 + 12,1 = 57,8кг

Овес (зерно) = 1,05 х 3,84 = 40,3кг

(солома) = 0,31 х 38,4 = 11,9кг

40,3 + 11,9 = 52,2кг

Содержание переваримого протеина, г:

Кукуруза на силос (зерно) = 72 х 36,6 = 2635,2кг

(силос) = 13,5 х 36,6 = 494,1кг

2635,2 + 494,1 = 3129,3кг = 3,1г

Просо (зерно) = 1,19 х 15,5 = 18,4 кг

(солома) = 0,315 х 15,5 = 4,9 кг

2635,2 + 494,1 = 3129,3кг = 3,1г

Ячмень (зерно) = 105 х 3,84 = 4032кг

(солома) = 11,5 х 38,4 = 441,6кг

4032 + 441,6 = 4473,6кг = 4,5г

Овес (зерно) = 110 х 3,84 = 4224кг

(солома) = 11,5 х 38,4 = 595,2кг

4224 + 595,2 = 4819,2 кг = 4,8г

Расчет кормо-протеиновых единиц:

КПЕ = У х Ке х П

П = Ф переваримого протеина / Н переваримого протеина

Ф переваримого протеина = Переваримый протеин / Кормовые единицы

Н переваримого протеина = 110

Кукуруза на силос: Ф = 3,1 / 53,5 = 0,06

П = 0,06 / 110 = 0,0005

КПЕ = 73,2 х 53,5 х 0,0005 = 2

Просо: Ф = 1,8 / 23,3 = 0,08

П = 0,08 / 110 = 0,0008

КПЕ = 31 х 23,3 х 0,0008 = 0,6

Ячмень: Ф = 4,5 / 57,8 = 0,08

П = 0,08 / 110 = 0,0008

КПЕ = 76,8 х 57,8 х 0,0008 = 3,6

Овес: Ф = 4,8 / 52,2 = 0,09

П = 0,09 / 110 = 0,0008

КПЕ = 76,8 х 52,2 х 0,0008 = 3,2