Способ прогнозирования поведения азота в агроэкосистемах

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и охраны окружающей среды . С целью повышения информативности, точности и ускорения в способе, предусматривающем определение азотминерализующей способности почв (у), предлагается одновременно определять содержание подвижных форм азота и микроэлементов, затем проводить количественную оценку взаимосвязи ежду величинами азотминерализующей способности и содержанием этих подвижных форм по уравнению пошаговой мнсгжественной регрессии у 52,696+ + 52,890 Си - 0,590 Мп - 0,560 2 N мин + + 0,490 NH 4вм+ 66,060 Мо- 17,350 Со++ + 1,840 МОз, после чего оценивать поведение азота в агроэкосистемах по отношению величин азот минерализующей способности в почвах аккумулятивных и транзитных ландшафтов , при этом значение у, лежащее в пределах менее 2,5 - 3,0, указывает на процесс снижения содержания нитратов, а значение у больше 3,0 - на процесс накопления нитратов 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 N 33/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883552/15 (22) 21,11.90

{46) 07,08.92. Бюл, N.. 29 (71) Институт почвоведения и фотосинтеза

АН СССР (72) В.Н.Башкин и Н,О.Головнина . (56) Авторское свидетельство СССР

N 1206703, кл. G 01 N 33/24, 1983, (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ АЗОТА В,АГРОЭКОСИСТЕМАХ (57) Изобретение относится к области сельского хозяйства и охраны окружающей среды. С целью повышения информативности, точности и ускорения в способе, предусматривающем определение азотминерализующей способности почв (у), предлагается одновременно, определять содержание поY

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и охране окружающей среды и может быть использовано в службе мониторинга, практике агрохимслужбы и работе научно-исследовательских институтов, Цель изобретения — повышение информативности, точности и ускорения способа.

Поставленная цель достигается тем, что в образцах почвы, отобранных из всех элементарных ландшафтов агроэкосистем (почвенно-геохимических катен) одновременно определяют содержание подвижных форм азота и микроэлементов (мг/кг почвы), затем проводят количественную оценку вза-,, =имосвязи между величинами АМС (у) и со-: -:держанием этих подвижных форм (x) по уравнению пошаговой множественной регрессии .

«. ЯУ,, 1753415 Al.2 движных форм азота и микроэлементов, затем проводить количественную оценку взаимосвязи между величинами азбтминерализующей способности и содержанием этих подвижных форм по уравнению пошаговой множественной регрессии у = 52,696+

+ 52,890 Cu — 0,590 Мп — 0,560 Z N мин +

+ 0,490 NH 4îåè+ 66 060 Mo — 17,350 Со++

+ 1,840 КОЗ, после чего оценивать поведение азота в агроэкосистемах по отношению величин азотминерализующей способности в почвах аккумулятивных и транзитных ландшафтов, при этом значение у, лежащее в пределах менее 2,5 — 3,0, указывает на процесс снижения содержания нитратов, а значение у больше 3,0 — на процесс накопления нитратов. 4 табл. у = 52,696+ 52,890 Cu — 0,590 Mn— — 0,560 Х Кмин+ 0,490 ИН4оьмг

+66,090 Мо — 17,350 Со + 1,840 КОЗ, после чего судят о поведении азота в агро- д экосистемах по отношению величин AMC в„, почвах аккумулятивных и транзитных ландшафтов, при этом значение у, лежащее в пределах менее 2,5-3,0 указывает на процесс снижения нитратов, а значенйе у больше 3,0 — на процесс накопления нитратов. а

Пример, Для оценки прогноза noseдения азота в агроэкосистемах изучены элементарные ландшафты, объединенные B катены дерново-подзолистых, серых лесных, черноземных и пойменных почв. Всего было изучено 102 катены. В каждом элемен1753415 евадческай продукции и =48, 8 =G 610, 55 тарном ландшафте (элювиальном, трансэлювиальном. супераквальном) данной катены проводится отбор почвенных проб, В профиле катены должны быть представлены как агроценозы, так и естественные ценазы, что позволит дать сравнительную характеристику биогеохимического круговорота азота и сопряженных с ним элементов в естественных и антропогенных условиях.

В почвенных образцах после их кампостирования с возрастающими дозами

Йуд. определяется азотминералиэующая способность. Одновременно в тех же натурных образцах определяют содержание подвижных форм азота и микроэлементов по общепринятым методикам. Затем проводят количественную оценку взаимосвязи между величинами AMC и содержанием падви>кных форм азота по уравнени:а пошаговой регрессии у = а + а1х1+ a2x2+ азхз+ „. апхг, где у — азотминерализующая способность почгь ь — свободный член; х>-хг, — подвижные формы азота и микроэлементов; а 1-а> — коэффициенты.

При наличии большого обьема экспериментальных данных такой прием позволяет вычленить среди многих независимых переменных те предикторы, которые ь нзилу>чшей степени будут аппроксимировать величины азотминерализующей способности почвы, Экспериментально была установлена статистическая зависимость между величиной АМС (у) и содержанием подвижных форм азота и микроэлементов: у =- 52>696+ 52ЯОО Cu — 0,590 Мп—

- 0>560 (+ ыйк.) 0,4-0 » >О »>л"

+ 66,060 Ма — 17,350 Со+ 1,840 КОз, Это уравнение абьясняет варьиравание

78 7 (B ) переменных азатминерализу ащей способности, В,данном уравнении у - величины азотминерализующей способности, х — Со, Со, Мо, Чп, N y „NQg, ИН4,-.„,, Bce величины даны в мг/кг почвы, Следовательно, ча основе полученной зависимости, величины азотминерализующей способности рассчитывают с использованием уже существующих экспо25

> риментальных значений, полученных, например, при агрохимическом картиравании почв. Это существенно упрощает определение величин AMC.

По соотношению величин АМС в аккумулятивных (супераквальных) и транзитных (элювиальных и трансэл авиальн>ых) ландшафтах судят о поведении азота в аграэкосистемах, т,е.об обеднении или обогащении этим элементом различных компонентов агроландшафтов и, пре>кде всего, природных вод (поверхностных и грунтовых) lii растениВ табл, 1-3 приведены результаты, хара«терн ые для каждого типа почв и их сочлененил в профиле почвенно-геахимических кате н. !

4з табл. 1 видна, что величины АМС почв минимальны в трансэл.овиальных (скланавых) ландшафтах, а максимальны в супераквальных ландшафтах, занима ащих пони>кенные элементы рельефа. В отдельных слу гаях разница ме>кду минимальными и максимальными значениями составляет 56 раз. В почвах эл!Овиальных ланцша>1)тав, расположенных HG водораздельных позициях, АМС характеризуется праме>кутачными величинами, В соответствии с величинами AMC почв изменяется содержание азота в растениях и природных вацах (табл. 2 и 3). Чем больше величина АМС, там больше накапливается азота в растениях (клевер и тимофеевка) и природных водах (паверхнастных и грунтовых), Установлено, чта чем выше отношение величин АМС почв в супераквальных ландшафтах к величинам АМС почв в зл авиальных и трансзлювиальных ландшафтах, тем больше аккумулируетсл нитратов в грунтовых питьевых водах, На основании многачисле iHbt>, данных показано, чта если зта отношение меньше

2,5-3,0, то содержание КОз в питьевых вадах ниже устанавленьгаго ПДК (50 мг/л), если выше 3,0, то содержание МОз резко возрастает (табл. 1 и 3).

Использование предлагаемого способа позволяетапределить стабильные втечение нескольких лент величины азотминерализующей способности почв, что делает прогноз более информативным и более надежным, поскольку все другие имеющиеся методы основаны на измерении очень динамичных форм азота (нитраты, аммоний); дифференцировать дозы при внесении азотных удобрений в зависимости от вида агроландmagna: в элювиальных ландшафтах эти дозы должны быть увелечины по сравнени о с существующими нормативами на 30-50, с соответству ащим их уменьшением в

1753415

-0,560 Х Кмин + 0,490 NH40!;„+

Таблица 1

Элементарный л дшвфт*

Элювиальный

Элювиальный

Трансэлювиальн

Супергквальный

Элювиальный

Элю виальный

Трансзлювиальн

Суперзквальный.

Трансзлювиальн

Элювиальный

Трансзлювиальн

С пе акввльный лисполесодзоиная тно ннля к — злювйальный и трансзлювлальные ландшафты — транзитные;супераквальный — аккумулятивный

Таблица 2

Таблица 3.

ые и ая-дерь я почвы тно-nyro

* 1 — поверхностные, 2 — грунтовые питьевые воды аккумулятивных ландшафтах. Это обеспечит равные условия питания выращиваемых культур, что позволит получить экологически оптимальный урожай и уменьшить аккумуляцию нитратов в растониеводческой 5 продукции и питьевых водах; сократить время анализа более чем в 100 раз.

Хронометраж аналитических операций по определению величин азотминерализующей способности почв (ь!/1 образец) пред- \0 ставлен в табл, 4.

Формула изобретения .

Способ прогнозирования пбведения азота в агроэкосистемах, включающий определение азотминерализующей способно- 15 сти у почв, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности, точности и ускорения способа, одновременно определяют содержание подвижных форм азота и микроэлементов, затем проводят ко- 20 личественную оценку взаимосвязи между величинами азотминерализующей способности и содержанием этих подвижных форм по уравнению пошаговой множественной регрессии у = 52,696+ 52,890 Cu — 0,590 Мп—!

- 66,060 Mo — 17,350 Со+ 1,840 КОз после чего судят о поведении азота в агроэкосистемах по отношению величин азотминерализующей способности в почвах аккумулятивных и транзитных ландшафтов, при этом значение у<2,5-3 указывает на процесс снижения нитратов, а у> 3,0 — на процесс накопления нитратов, Таблица 4

Способ

Операция

Известный

Предла

Отбор почвенных проб

Подготовка проб к анализу

Определение содержФ1иМ подвижных форм азоте Ь отобранных образ

Определение со подвижных .форм ментов

Определение азот зующей способнос а) компост>лрован почвы б) анализ содер движных форм аз компостирования в) компьютерная

Всего;

0,5

0,5

1GGP (4 нед) 2,5

0,5

1012,0

Составитель Л,Даркова

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Химчук

Заказ 2766 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва,Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент *, r. Ужгород, ул.Гагарина, 101