n Гм = (УоКN + УоКрКNр) х 0,6 х 20
n Де Гм - кількість мінералізованою гумусу, т / га
n Уо - урожай основної продукції, т / га
n КN - винос азоту в перерахунку на 1т основної продукції (з урахуванням побічної), кг
n Кр - коефіцієнт виходу рослинних залишків по відношенню до основної продукції
n КNр - винос азоту 1т рослинних залишків, кг
n 0,6 - усереднений коефіцієнт виносу азоту грунту по відношенню до всього виносу рослинами
20 - коефіцієнт перерахунку азоту в гумус
Відповідно до рекомендацій ВНІПТІОУ (Попов і ін., 1986) приблизну кількість мінералізуемого гумусу можна визначити по витраті грунтового азоту. Можливість такого підходу була вперше
обгрунтована І.В. Тюріним (1956) і конкретизована для дерново-підзолистих грунтів А.М. Личаним (1982), апробована для балансових розрахунків гумусу на чорноземах Н.І. Листопадового і Н.М. Шапошникова (1984) при вирощуванні сільськогосподарських культур.
Винос азоту складається з його кількості, спожитого з грунту, добрив і фіксованого з атмосфери симбиотическими мікроорганізмами в посівах бобових культур. Для розрахунку прийнято, що надходження азоту за рахунок фіксації становить у багаторічних трав 70%, у зернобобових і багаторічних бобових трав 60%, в змішаних посівах однорічних трав (вика, овес з горохом) 37% від виносу з урожаєм (Табл.17).
Частка азоту гумусу у формуванні врожаю в залежності від рівня застосування мінеральних добрив і планованого врожаю
Рівень застосування мінерального азоту, кг / га д.р.
Частка азоту гумусу у формуванні врожаю,%
Рівні врожаїв: в чисельнику - для супіщаних і піщаних грунтів в знаменнику - для суглинистих і глинистих ґрунтів
Частка азоту грунту (гумусу) в загальному його винесення врожаєм в залежності від доз застосовуваних мінеральних добрив становить 50-60%. З огляду на, що між кількістю внесених добрив і величиною запланованого врожаю існує тісний зв'язок, частку грунтового азоту пропонується визначати в залежності від рівня врожаю (Табл. I8, I9).
Витрата гумусу на створення врожаю визначається по споживанню культурою азоту і СО2. Оскільки в гумусі міститься в середньому 5% азоту, то витрата на створення врожаю, наприклад, 100 кг / га азоту призводить до мінералізації двадцатикратного кількості гумусу, тобто 2 т / га.
Таким чином, мінералізація гумусу розраховується шляхом множення показника виносу грунтового азоту при вирощуванні сільськогосподарських культур на коефіцієнт переведення азоту в гумус, рівний 20.
Відомо, що різні сільськогосподарські культури залишають після себе різну кількість органічної речовини, яке зростає з підвищенням врожаю. З цієї причини кількість вступників в грунт пожнивно-кореневих залишків можна розраховувати по урожаю основної продукції (Табл. 20).
Оскільки цінність різних органічних добрив неоднакова, вводиться коефіцієнт гуміфікації органічної речовини, що відображає кількість гумусу, яке утворюється з однієї частини внесеного органічного добрива (табл.21).
Кількість гумусу, що утворюється в грунті з рослинних залишків і органічних добрив, розраховується шляхом множення їх ваги на відповідний коефіцієнт.
Як правило, визначення кількості новоутворення гумусу проводять з розрахунку на підстилковий гній. При використанні інших видів органічних добрив потреба в них може бути визначена за відповідними коефіцієнтами на підстилковий гній (Табл.22).
Різниця між кількістю гумусу, що утворився за рахунок пожнивно-кореневих залишків, що застосовуються органічних добрив і величиною втрат його в результаті мінералізації характеризує баланс гумусу під культурою.
Підсумовуючи дані, отримані за окремими полями, визначають баланс гумусу із сівозмін, відділенню, господарству і т.д.
При розрахунку балансу гумусу без урахування органічних добрив визначають загальну потребу в органічних добривах і
Таблиця 20 * Нормативи накопичення пожнивно-кореневих залишків в грунтах Нечорноземної зони (ц сухої речовини на 1 ц основної продукції)
Ярі зернові та зернобобові
* - таблиці 16-23 по Попов П.Д. і др.1986.
Для розрахунку очікуваних запасів гумусу Н.Ф.Ганжара (1978) пропонує наступну формулу:
n St = (So + Kr x A x t) x (1 - Km)
n Де St запас гумусу, т / га через t років
n So - вихідні запаси гумусу, т / га
n Kr - коефіцієнт гуміфікації свіжих органічних речовин в частках одиниці (за одиницю приймається А)
n A - кількість надійшли в грунт свіжих органічних речовин, т / га
n t - час для якого розраховують баланс гумусу, років
n Km - коефіцієнт мінералізації гумусу в частках одиниці (за одиницю приймається величина So + KrAt)
Приклад розрахунку балансу гумусу і потреби в органічних добривах
Розрахунок проведено на прикладі ОПХ ВНІПТІОУ Володимирській області (Рекомендації ВНІПТІОУ, 1986).
Рівень застосування мінеральних добрив - високий (понад 90 кг / га)
Розрахунок мінералізації гумусу.
Розрахунок проводиться для зерно-трав'яного сівозміни (Табл.23). По полю №1 винос азоту з урожаєм ячменю становить (за даними Табл.17) 2,5 кг на 1 ц основної продукції з урахуванням побічної. При плановому врожаї 25 ц / га загальний винос азоту на 1 га становитиме (25ц х 2,5кг) = 62,5 кг / га, а з урахуванням поправочних коефіцієнтів на супіщаний гранулометричний склад грунту -1,4 - і інтенсивність обробки (для зернових 1,2) - 105 кг / га. При цьому частка грунтового азоту або азоту гумусу в загальному виносі його з урожаєм з урахуванням високого рівня застосування мінеральних добрив (табл.18) приймається рівною 50%, що становить 52,5 кг / га. Далі, помноживши це кількість азоту на коефіцієнт перерахунку азоту на гумус, визначимо розмір мінералізації гумусу при вирощуванні даної культури: 52,5 кг / га х 20 = 1050 кг або 1,05 т / га.
Підсумовуючи витрата гумусу по всім полям сівозміни, знаходимо загальну середню величину його мінералізації на 1 га сівозмінної площі. В даному випадку вона склала 1,1 т / га.
Аналогічно розраховується кількість мінералізуемого гумусу на 1 га ріллі по відділенню і господарству в цілому.
Розрахунок накопичення гумусу.
Виходячи з планованих урожаїв культур сівозміни та нормативних даних таблиць 20 і 21, розраховується накопичення пожнивно-кореневих залишків і утворення з них гумусу. Так, по полю №1 при врожаї 25 ц / га ячменю згідно з даними таблиці 14 на 1 ц основної продукції в грунті накопичується 1,2 ц пожнивно-кореневих залишків (сухої речовини) або всього (25 ц / га х 1,2 ц) = 30 ц / га або 3 т / га.
Так як з кожної тонни залишків зернових культур в дерново підзолистого супіщаного грунті утворюється 0,15 т гумусу (табл.21), то загальна кількість новоствореного гумусу складе (3,0 т / га х 0,15 т) -0,45 т / га.
Баланс гумусу під культурою визначається шляхом вирахування кількості мінералізованою гумусу з новоствореного його кількості. По полю №1 баланс становить 0,45 т / га - 1,05 т / га = -0,6 т / га.
Аналогічно розраховується баланс по іншим культурам крім бобових, за якими обліковується прихід азоту в грунт за рахунок симбіотичного азотфіксації, що знижує потребу цих культур в грунтовому азоті і розміри мінералізації гумусу.
В середньому по даному сівозміні новоутворення гумусу склало 0,695 т / га. Витрата гумусу, як було показано вище, склав 1,1 т / га. Таким чином, баланс гумусу в даному сівозміні (Табл. 23) виявився негативним: 0,695 - 1,1 = - 0,405 т / га.
Виходячи з отриманого балансу і нормативу утворення гумусу з 1 т підстилкового гною, розраховується доза органічних добрив для бездефіцитного балансу гумусу. Дефіцит гумусу в даному сівозміні склав -0,405 т / га. На легких ґрунтах (супіщаних і піщаних) з кожної тонни підстилкового гною в грунті утворюється 0,05 т гумусу. Отже, річна доза органічних добрив для бездефіцитного балансу складе 0,405 т / га: 0,05 т = 8,1 т / га сівозмінної площі або всього по сівозміні 2397,6 т.
При визначенні дози органічних добрив необхідно враховувати, що різні види і форми їх надають на відтворення грунтового гумусу неоднаковий вплив. Якщо замість підстилкового гною планується застосування торфу або іншого виду органічних добрив,
то доза їх визначається за допомогою відповідних коефіцієнтів перерахунку, представлених в таблиці 22. Наприклад, якщо замість подстилочного гній планується застосування торфонавозного компосту, то його доза для бездефіцитного балансу складе в цьому сівозміні
8,1 т / га. 1,2 = 6,75 т / га (1,2 - коефіцієнт перерахунку компосту на підстилковий гній).
Розрахунок балансу гумусу в зерно-трав'яній сівозміні № 2 відділення № 1 ОПХ ВНІПТІОУ (грунт дерново-підзолистий супіщаний)
2. Добровольський Г.В. Гришина Л.А. - Охорона грунтів. - МГУ, 1985
7. Корабльова Л.І. Сімакова М.М.С. - Грунти Московської області та підвищення їх родючості. -М. 1974
8. Кореньков Д.А. - Агрохімія азотних добрив. -М. Наука, 1976
9. Кореньков Д.А. - Продуктивне використання мінеральних добрив. -М. З-хозіздат, 1985
10. Кулаковська Т.Н. - Грунтово-агрохімічні основи отримання високих врожаїв. - Мінськ, Ураджай, 1978
11. Кулаковська Т.Н. Богдевіч А.М. та ін. - Довідник агрохіміка. - Мінськ-Ураджай, 1985
12. Кудеяров В.Н. та ін. - Екологічні проблеми застосування мінеральних добрив. - М. Наука, 1984
15. Кругообіг і баланс азоту в системі грунт - добриво - рослина. -М. Наука, 1979
17. Макаров Б.Н. Геращенко Л.Б.- Агрохімія, 1981, №1
18. Мінєєв В.Г. - Агрохімія і біосфера. - М. Колос, 1984
19. Мінєєв В.Г. - Екологічні проблеми агрохімії. - МГУ, 1988
23. Орлов Д.С. Проблеми контролю і поліпшення гумусного стану грунтів. Наук. Доп. Вищої школи. Біол. Науки, 1981. №2, с9-20.
24. Петербурзький А.В. та ін. Агрохімія, 1982, № 2.
25. Попов П.Д. Юркін С.Н. - Програма збільшення виробництва і підвищення ефективності органічних добрив в СРСР. - Володимир, 1985.
26. Попов П.Д. та ін. - Розрахунок балансу гумусу і потреби в органічних добривах (методичні рекомендації) - Володимир, 1986.
28. Прянишников Д.М. - Вибрані сочіненія.- М. 1953 т.2.
29. Трансформація азоту в грунті і ефективність азотних добрив. - Софія, 1975
34. Щербаков А.П. Руда І.Д. - Родючість ґрунтів, круговорот і баланс поживних речовин. - М. Колос, 1983