Способ прогнозирования воспроизводства плодородия почвы Советский патент 1989 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к почвоведению, экологии и земледелию и может быть использовано при планировании мероприятий по регулированию и использованию плодородия, при проведении почвоохранных мер и т.д..

Цель изобретения - ускорение способа прогнозирования.

Пример. Культура - кукуруза на зеленую массу.

В полевых условиях выбирают и фиксируют типичный для территории участок площадью 2 м2. Из средней пробы образца почвы, отобранной на глубину пахотного (0-25 см) слоя методом конверта в пяти точках участка, отбирают навеску почвы весом 1,0-1,5 г, высушивают до постоянного веса при температуре 105 С и в ней определяют содержание энергии органического вещества методом калориметрирова НИЯ..

Содержание энергии органического вещества в слое почвы 0-25 см на площади 1 м2 составляет 2,09434 ГДж,

т.е. Е

2,09434 ГДж.

После этого участок делят на две равные части. По внутренней границе раздела на глубину 25 см закладывают полиэтиленовую пленку для исключения возможности попадания корневой системы выращиваемых растений с одного участка на другой.

Затем на одной части высевают необходимое количество семян, в данном случае ,12 шт., а на участке без растений постоянно удаляют всходы сорных растений.

После окончания вегетации растений их удаляют вместе с корневой системой. Затем методом калориметрирова- ния определяют количество энергии в этой фитомассе Е2, которое равно 0,02331 ГДж.

С целью получения более объективной характеристики энергосодержания проводят определение содержания энергии в почве участка без растений Е4 2,06582 ГДж, а в почве участка, где р астения убраны (Е3), 2,07662 ГДж.

По окончании вегетационного периода (при переходе температур через +5 С в сторону понижения) определяют содержание энергии в почве участка без растений Е5, которое равно 2,04720 ГДж.

Определяют соотношение интенсив- ностей прихода и расхода энергии по формуле

feg + (Е, - Е+Я-.ТГ1 ip-1

J где Ґ

- Е5Г

- показатель воспроизводства

плодородия почвы; Т, - продолжительность периода

вегетации, дн;

Т - продолжительность вегетационного периода, дн. Определение интенсивности прихода и расхода необходимо для получения соразмерных показателей прихода и расхода, полученных за разные промежутки времени, К 1,20.

Одновременное измерение интенсивности накопления и расхода энергии агроэкосистемой и определение велич ны соотношения позволяют оперативно выявить отклонение системы от равно0

5

0

весного состояния. При показателе f 1 преобладает накопление энергии органического вещества в почве, т.е. имеет место расширенное воспроизводство, при X 1 процессы накопления и расхода уравновешены и имеет место простое воспроизводство, а при Ј 1 преобладает расход энергии над приходом, т;е. деградация плодородия почвы.

По данному показателю прогнозируют процесс расширенного воспроизводства плодородия (при условии поступления всей фитомассы в почву).

При условии отчуждения части фитомассы, являющейся товарной продукцией, количество накопленной энергии Ег составляет 0,00887 ГДж (корневые остатки).

Определяют показатель соотношения интенсивности поступления и расхода энергии ir 0,69.

Показатель характеризует деграда- 5 цию плодородия, так как он менее 1.

В табл. 1 и 2 приведены данные, полученные на черноземе, в течение 1982-85 гг. предлагаемым способом, соответственно без отчуждения товар- ной части продукции и с отчуждением.

Измерение энергии фитомассы после отчуждения товарной часГти продукции позволяет уточнить уровень интенсивности прихода энергии в систему и его влияние на направленность воспроизводства плодородия почв, что дает возможность судить о степени асинхрон- ности авторезонанса системы.

Для получения информации об уровне и направленности процесса воспроизводства, плодородия почвы известным способом необходимо иметь данные минимум за два вегетационных периода, так как об изменении воспроизводства плодородия можно судить по разнице между двумя оценками уровня плодородия.

Предлагаемый способ позволяет получать эту информацию всего за один вегетационный период, так как в идентичных условиях на образцах одной и той же почвы фиксируют и приход энергии (образец с растениями), и расход энергии (образцы без растений). Соотношение интенсивности прихода (числитель) и расхода (знаменатель) отражает уровень воспроизводства, а отклонение от характеристики, отражающей равновесное состояние, характе0

5

0

5

0

5

ризует направленность воспроизводства плодородия (воспроизводство или деградация почвы).

При этом данная оценка производится на одном уровне точности с известным способом, так как базируется на одинаковых средствах измерения энергетических характеристик почвы и - практически одинаковом количестве измерений за период, необходимый для прогнозирования воспроизводства плодородия .,

Статистическая обработка десяти вариантов измерений с применением оценки воспроизводства плодородия по предлагаемому и известному способам (получение аналогичной оценки как разности между интенсивностями за дв года измерений) показывает, что абсолютная ошибка средней при обоих способах находится в пределах 1,5%, а относительная ошибка - 1,78% в пользу известного. Таким образом, по точности измерений оба способа прак- тически одинаковы, но предлагаемый способ позволяет получить информацию за один год, а известный - за два.

Правомерность применения данной оценки всему конкретному полю с учетом пестроты почвенного покрова диктуется существующими методическими подходами к определению количества повторное- тей,используемыми как и при реализации известных способов оценки характеристик почвы. Количество выращива- емых растений определяется существующими нормами высева сельскохозяйственных культур. При оценке почв целинных участков количество растений определяется густотой травостоя фитоценоза.

Формула изобретения

Способ прогнозирования воспроиз- водства плодородия почвы, включающий

выращивание растений на контрольном участке почвы, отбор образцов почвы с контрольного участка до и после выращивания растений и определение величин энергопотенциалов выращенной фитомассы и отобранных образцов почвы, отличающийся тем, что, с целью ускорения способа прогнозирования, выращивание растений осуществляют на половине контрольного участка почвы, на участке без растений отбирают дополнительно образцы почвы после выращивания растений и по окончании вегетационного периода, а в отобранных пробах определяют величину энергопотенциалов, затем определяют показатель У воспроизводства плодородия почвы по формуле

« в 2 + (Е, - Е4Д т;

О (Е, - Е5)- Т 1

где Е( - энергопотенциал почвы до

начала периода выращивания растений, Дж/мг; Е - энергопотенциал фитомассы

растений, Дж/м2; С, - энергопотенциал почвы с

растением после уборки выращенной фитомассы, Дж/м2; Ед - энергопотенциал почвы без

растений по окончании периода вегетации, Дж/м2; Е5 - энергопотенциал почвы без

растений по окончании вегетационного периода, Дж/м2; Т4 - продолжительность периода

вегетации, дни;

Т - продолжительность вегетационного периода, дни,

и при значении jf 1 прогнозируют расширенное воспроизводство, а при у 1 простое воспроизводство, а при J - 1 - деградацию плодородия почвы.

Изобретение относится к почвоведению, экологии и земледелию и может быть использовано при планировании мероприятий по регулированию и использованию плодородия, при проведении почвоохранных мер. Целью изобретения является ускорение способа. При осуществлении способа с контрольного участка отбирают пробу почвы и определяют ее энергопотенциал Е₁ методом калориметрирования. Затем на половине контрольного участка выращивают растения. После окончания периода вегетации определяют энергопотенциал Е₄ проб почвы с участка, свободного от растений, энергопотенциал Е₃ с участка, на котором выращивались растения и энергопотенциал Е₂ выращенной биомассы. По окончании вегетационного периода при переходе температур через 5°С в сторону понижения определяют энергопотенциал Е₅ пробы почвы, отобранной с участка, свободного от растений. Далее определяют показатель воспроизводства плодородия почвы по формуле γ = [Е₂+(Е₃-Е₄)]Т^-1/(Е₁-Е₅)Т^-1, где Т₁ - продолжительность периода вегетации, дни, а Т₂ - продолжительность вегетационного периода, дни. По величине γ *98 1 прогнозируют расширенное воспроизводство почвы, по величине γ = 1 - простое воспроизводство, а по величине γ - *98 1 - дЕгРАдАцию плОдОРОдия пОчВы. ПРЕдлАгАЕМый СпОСОб пОзВОляЕТ СОКРАТиТь СРОКи пРОгНОзиРОВАНия B 2-3 РАзА, T.E. пОлучиТь РЕзульТАТы пРОгНОзА зА 1 ВЕгЕТАциОННый пЕРиОд бЕз СНижЕНия ТОчНОСТи пРОгНОзА. 2 ТАбл.