Способ оценки почвенного плодородия

 

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйствам, а именно к способам оценки почвенного плодородия. Способ оценки почвенного плодородия заключается в том, что берут пробы конкретных почв, в которых физико-химическим анализом определяют содержание физической глины и фактические параметры оценочных признаков плодородия: pH, содержание гумуса, содержание макро- и микроэлементов, мощность пахотного слоя. В качестве эталонной почвы берут почву, которая содержит 20 - 50% физической глины, для оценочных признаков эталонной почвы задают параметры, соответствующие ее потенциальному плодородию. Строят оценочную шкалу, в которой относительно эталонной почвы, которой присваивают высший балл, устанавливают баллы другим по содержанию физической глины почвам, и в которую вводят параметры потенциального плодородия эталонной почвы и оптимальные параметры оценочных признаков почвенного плодородия, обладающего конкретным в объеме оценочной шкалы количеством баллов. Балл, который соответствует фактическому параметру каждого оценочного признака плодородия конкретной почвы и оптимальные параметры каждого оценочного признака почвенного плодородия, обладающего конкретным количеством баллов, устанавливают по единой оценочной основе, рассчитываемой по формуле где y - балл плодородия почвы; x - фактический параметр основного признака плодородия почвы; a - оптимальный параметр того же признака плодородия эталонной почвы, соответствующий ее потенциальному плодородию; K - объем оценочной шкалы в баллах. Признак, лимитирующий плодородие конкретной почвы, предварительный балл плодородия этой почвы определяют по наименьшему баллу из числа оценочных признаков почвенного плодородия. Затем определяют окончательный балл плодородия конкретной почвы. 1 табл.

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к способам оценки почвенного плодородия.

Известен способ оценки почв по плодородию, применяемый в Польше, по которому почвы подразделяют на классы относительно пригодности их использования в сельскохозяйственном производстве /см. Востокова Л.Б. Якушевская И.В. Бонитировка почв. М. МГУ, 1979, с. 82 85/.

Известный способ не позволяет достаточно точно производить количественную оценку почвенного плодородия из-за отсутствия единой оценочной основы и несовершенства способа, что затрудняет эффективное использование почвенного плодородия и удобрений.

Известен способ оценки по плодородию, применяемый во влажных тропиках Африки, по которому оценки плодородия проводят по свойствам почв, коррелирующих с их продуктивностью /см. там же, с. 88, 89/.

Известный способ не позволяет достаточно точно производить оценку почвенного плодородия из-за отсутствия единой оценочной основы, ограниченного числа оценочных признаков и несовершенства способа, что затрудняет эффективное и широкое его использование.

Известен способ оценки почвы по плодородию, применяемый в Индии, который основан на математическом уравнении. По известному способу для каждого оценочного признака плодородия разрабатывают таблицы, включающие несколько градаций, в которых каждой градации признака соответствует оценка, выраженная в процентах. В зависимости от величины общего оценочного балла почвы делят на шесть групп /см. там же, с.90/.

Известный способ не позволяет достаточно точно производить оценку почвенного плодородия из-за ограниченного числа оценочных признаков, их параметров, несовершенства расчетной основы и сложности, что затрудняет его эффективное и широкое использование.

Известен способ оценки земель по биологической продуктивности, по которому оценка основана на объективных показателях биологической продуктивности и которую выражают относительными величинами почвенно-биоклиматического потенциала. Сравнительную оценку биологической продуктивности проводят по величинам биоклиматического потенциала, которые определяют суммой активных температур, умноженной на коэффициент биологической продуктивности /см. там же, с. 79 81/.

Известный способ позволяет установить потенциальную /экологически возможную/ урожайность сельскохозяйственных культур, через которую можно установить параметры потенциального плодородия почвы и определить уровень сравнения /эталон/.

Однако известный способ не позволяет достаточно точно производить оценку почвенного плодородия из-за ограниченного числа оценочных признаков плодородия и отсутствия единой оценочной основы, что затрудняет его широкое использование.

Известен способ оценки почв по плодородию, включающий построение оценочной шкалы с указанием в ней наименования различных почв и соответствующих им бонитировочных баллов, установленных на основе некоторых свойств почвы, коррелирующих с урожайностью сельскохозяйственных культур /см. там же, с. 20, 21/.

Известный способ позволяет выполнять грубую оценку пахотных земель по их пригодности для возделывания сельскохозяйственных культур.

Однако не позволяет достаточно производить количественную оценку почвенного плодородия из-за ограниченного числа оценочных признаков плодородия и отсутствия единой оценочной основы, что затрудняет его эффективное и широкое использование.

Известен способ оценки почв по плодородию, включающий выбор эталонной почвы и построение оценочной шкалы в виде таблиц, по которому в качестве эталонной почвы выбирают обыкновенный чернозем Центрально-черноземной зоны /Воронежская, Тамбовская области/, который оценивают в 100 баллов, затем относительно эталона устанавливают места других почв, которым присваивают соответствующий бонитировочный балл с учетом условий различных почвенно-климатических зон /см. Карманов И.И. Плодородие почв СССР. М. Колос, 1984, с. 63 103/.

Известный способ позволяет производить сравнительную оценку различных почв по их продуктивности относительно эталонной почвы.

Однако известный способ не позволяет достаточно точно производить количественную оценку почвенного плодородия в зависимости от содержания в них элементов питания из-за ограниченного числа оценочных признаков и отсутствия единой оценочной основы, что затрудняет его использование.

Известна группировка почв по содержанию а них подвижных форм азота /см. Александрова Л. Н. 0найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л. Агропромиздат, Л.О. 1986, с. 261/.

Содержание в почве подвижных форм азота служит оценочным признаком почвенного плодородия и поэтому известная группировка позволяет подразделять почвы на группы по плодородию относительно этого признака.

Однако известная группировка по содержанию в ней подвижного азота в относительных единицах баллах из-за отсутствия единой оценочной основы, что затрудняет использование известной группировки, а также почвенного плодородия и азотных удобрений.

Известна группировка почв по содержанию в них подвижного фосфора и обменного калия /см. там же, с. 261/.

Содержание в почве подвижного фосфора и обменного калия служит объективным показателем уровня почвенного плодородия и поэтому известная группировка позволяет подразделять почвы на группы по плодородию относительно указанных признаков плодородия, которую часто на картограммах.

Однако известная группировка не позволяет достаточно точно оценивать почвенное плодородие в относительных единицах баллах по содержанию параметров указанных признаков из-за отсутствия единой оценочной основы, что затрудняет эффективное использование известной группировки, почвенного плодородия и фосфорно-калийных удобрений.

Известна группировка почв по содержанию в них гумуса /см. там же, с. 261/.

Содержание гумуса в почке служит объективным показателем ее плодородия и окультуренности, поэтому известная группировка позволяет подразделять почвы на группы относительно указанного признака, которую изображают часто в виде картограмм.

Однако известная группировка не содержит единой оценочной расчетной основы, что не позволяет достаточно точно оценивать почвенное плодородие по этому признаку в относительных показателях баллах. Это затрудняет эффективное использование различных по окультуренности почв и органических удобрений.

Известна группировка почв по содержанию подвижных форм микроэлементов: B, Mo, Cu, Zn, Co, включающая построение оценочной шкалы с группами и соответствующими им градациями содержания микроэлементов в почве.

Содержание подвижных форм микроэлементов в почве служит объективным показателем уровня почвенного плодородия, а известная группировка позволяет производить оценку почв по плодородию относительно указанных признаков с делением их на группы.

Однако известная группировка разработана не по единой оценочной расчетной основе, в результате чего не позволяет достаточно точно производить оценку почвенного плодородия по содержанию указанных микроэлементов в почве и выражать ее в относительных единицах баллах, что затрудняет эффективное использование почвенного плодородия и микроудобрений.

Известен способ оценки почв по плодородию, по которому в качестве эталона выбирают дерново-среднеподзолистую почву, содержащую 2% гумуса, которую оценивают в 50 баллов, затем строят оценочную шкалу, в которой относительно эталона устанавливают места других почв и определяют соответствующие им баллы /см. Оптимальные параметры плодородия почвы. М.Колос, 1984, с. 230 234/.

Известный способ позволяет делать грубую оценку качества различных почв по их пригодности для сельскохозяйственного использования относительно эталона.

Однако известный способ не позволяет достаточно оценивать почвенное плодородие по содержанию элементов питания, гумуса и pH из-за отсутствия единой оценочной основы и единой оценочной шкалы, что затрудняет его широкое использование.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому способу является способ оценки почвенного плодородия, при котором выбирают эталонную почву, устанавливают основные и дополнительные признаки плодородия, причем в состав основных признаков включают pH и содержание гумуса, а в состав дополнительных мощность пахотного слоя и содержание подвижного фосфора, строят оценочную шкалу, в которой содержанию физической глины и оптимальным параметром основных признаков плодородия эталонной почвы присваивают высший балл, например 100, и в которой по вертикальной и горизонтальной осям устанавливают параметры признаков плодородия, а на пересечении вертикальных и горизонтальных линий этих параметров размещают баллы плодородия почвы, затем физико-химическим анализом определяют содержание физической глины и фактические параметры основных и дополнительных признаков плодородия конкретной исследуемой почвы, путем сопоставления полученных данных с оценочной шкалой проводят оценку исследуемой почвы, при этом по основным признакам устанавливают предварительный балл плодородия этой почвы, а окончательный балл ее плодородия определяют с помощью поправочных коэффициентов на дополнительные признаки плодородия /см. Александрова Л.Н. Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л. Агропромиздат, Л.О. 1086, с. 265- 269/.

Известный способ позволяет сравнивать качество различных почв по их плодородию и пригодности для возделывания тех или иных сельскохозяйственных культур. При этом группировку почв проводят на основе их генетической классификации, а оценку почвы по плодородию выражают в относительных показателях баллах. В качестве оценки используют 100-бальную шкалу, разделенную на 10 классов и включающую ряд оценочных таблиц, в которых приведены конкретные сочетания свойств почв или параметров оценочных признаков плодородия. По осям таблицы находят то сочетание свойств почвы и параметров оценочных признаков, которое установлено оценщиком для конкретной почвы, и получают предварительный балл оценки в точке скрещивания вертикальной и горизонтальной линий. Отличие качества одной почвы от другой определяют по разнице количества баллов, которыми обладают сравниваемые почвы. Для каждой сельскохозяйственной культуры устанавливают урожайную цену балла, которую выражают в долях урожая, например в тоннах с гектара. Урожайную цену балла определяют путем деления средней многолетней урожайности сельскохозяйственной культуры, возделываемой на эталонной почве, на балл этой почвы. Затем урожайную цену балла конкретной сельскохозяйственной культуры используют для определения почв, наиболее благоприятных для возделывания данной культуры. Для этого урожайную цену балла умножают на балл конкретной почвы и таким образом определяют урожайность данной культуры, которую можно получить на конкретной почве, и наиболее благоприятные почвы.

Однако известный способ не позволяет достаточно точно оценивать почвенное плодородие, например, по содержанию элементов питания и гумуса в почве, т.к. оценочная шкала не содержит непрерывного изменения параметров оценочных признаков почвенного плодородия, а содержит лишь несколько /3 4/ градаций параметров основных признаков плодородия, например pH выражена в 4-х градациях, содержание гумуса в 3-х градациях, причем для каждого содержания физической глины /гранулометрический состав/ дана отдельная таблица. Вместе с этим оценочные таблицы содержат большое количество сочетаний оценочных признаков, рассчитаны на средний уровень агротехники и включают ограниченный состав оценочных признаков почвенного плодородия, который не дает достаточно полного представления о полноте оценки почвенного плодородия. Кроме этого известный способ не содержит единой оценочной основы и единой шкалы для оценки почвенного плодородия, что повышает роль субъективного подхода в оценке плодородия различных почв. Способ не позволяет оценивать различное плодородие одной и той же почвы, что может иметь место в результате хозяйственной деятельности, т. е. не позволяет оценивать изменение плодородия почвы в результате его использования и воспроизводства: простого или расширенного.

Все это вместе взятое затрудняет эффективное использование почвенного плодородия и его воспроизводство, а также снижает эффективность использования органических и минеральных удобрений, микроудобрений, мелиорантов, агротехнических и мелиоративных мероприятий. Наряду с этим известный способ не позволяет установить лимитирующий плодородие фактор / признак плодородия, параметр которого имеет наименьший балл, т.е. минимальное значение, и ограничивает по закону минимума жизнедеятельности растений, т.к. жизнедеятельность растений зависит от параметров оценочных признаков почвенного плодородия. Ее лимитирует фактор, который находится в минимуме. Это обстоятельство, в свою очередь, не позволяет достаточно точно установить потребность почвы в удобрениях, их видах, формах и количестве.

Вместе с этим выбор эталонной почвы по известному способу не достаточно полно раскрывает суть явления, т.к. за эталон выбирают лучшую почву, однако не указывают ее потенциальные возможности /не устанавливают параметры оценочных признаков плодородия, соответствующие потенциальному плодородию эталонной почвы, которые обеспечивают получение наивысшего урожая сельскохозяйственных культур/, а ограничивают ее фактическими возможностями. Это обстоятельство затрудняет эффективное использование почвенного плодородия и достаточно точную его оценку.

Точная и объективная оценка почвенного плодородия лежит в основе эффективного землепользования в сельском и лесном хозяйствах. Такая оценка необходима для оценки производительной способности конкретных почв, количественной оценки их плодородия и эффективного использования удобрений, мелиорантов, агротехнических и мелиоративных мероприятий. Рассмотренные выше аналоги сложны в реализации, являются косвенными и недостаточно объективными. Известные способы оценки почвенного плодородия не содержат единой основы для оценки параметров оценочных признаков почвенного плодородия и единой оценочной шкалы, что не позволяет достаточно точно оценивать почвенное плодородие и определять потребность конкретных почв в удобрениях и мелиорантах. Это затрудняет эффективное использование и воспроизводство почвенного плодородия в масштабе хозяйства, региона, страны. Известные способы малопригодны для экономической оценки почвенного плодородия и различных по содержанию физической глины почв.

Задачей изобретения является повышение точности оценки почвенного плодородия, упрощение способа и расширение области применения.

Сущность заявляемого способа состоит в том, что в известном способе, при котором выбирают эталонную почву, устанавливают основные и дополнительные признаки плодородия, причем в состав основных признаков плодородия включают pH и содержание гумуса, строят оценочную шкалу, в которой содержанию физической глины и оптимальным параметрам основных признаков плодородия эталонной почвы присваивают высший балл и в которой устанавливают параметры каждого основного признака плодородия и размещают баллы плодородия почвы, а для дополнительных признаков плодородия устанавливают поправочные коэффициенты, затем физико -химическим анализом определяют содержание физической глины и фактические параметры основных и дополнительных признаков плодородия конкретной исследуемой почвы, путем сопоставления полученных данных с оценочной шкалой проводят оценку исследуемой почвы и по параметрам основных признаков устанавливают предварительный балл ее плодородия, а окончательный балл плодородия исследуемой почвы определяют с помощью поправочных коэффициентов на дополнительные признаки ее плодородия, например на мощность пахотного слоя, новым является то, что в числе основных признаков плодородия дополнительно определяют содержание макро- и микроэлементов, в качестве эталонной почвы берут почву, которая содержит 20 50% физической глины, а в качестве оптимальных параметров основных признаков плодородия эталонной почвы устанавливают параметры, соответствующие ее потенциальному плодородию, баллы плодородия почвы размещают в виде шкалы баллов плодородия, а параметры каждого основного признака плодородия почвы, соответствующие конкретному баллу плодородия, вписываемые в шкалу, устанавливают по единой оценочной основе, рассчитываемой по формуле где x фактический параметр конкретного основного признака плодородия почвы; a оптимальный параметр того же признака плодородия эталонной почвы, соответствующий ее потенциальному плодородию; y балл плодородия почвы; K объем оценочной шкалы в баллах (высший балл плодородия почвы), баллы фактических параметров каждого основного признака плодородия исследуемой почвы определяют по единой оценочной основе, рассчитываемой по формуле где y балл плодородия почвы;
x фактический параметр конкретного основного признака плодородия почвы;
a оптимальный параметр того же признака плодородия эталонной почвы, соответствующий ее потенциальному плодородию;
K объем оценочной шкалы в баллах (высший балл плодородия почвы),
предварительный балл плодородия исследуемой почвы и признак, лимитирующий ее плодородие, определяют по наименьшему баллу из числа основных признаков плодородия этой почвы.

Новые существенные признаки.

1. В числе основных признаков плодородия дополнительно определяют одержание макро- и микроэлементов.

В качестве эталонной почвы берут почву, которая содержит 20 50% физической глины.

3. В качестве оптимальных параметров основных признаков плодородия эталонной почвы устанавливают параметры, соответствующие ее потенциальному плодородию.

4. Баллы плодородия почвы в оценочной шкале размещают в виде шкалы баллов плодородия.

5. Параметры каждого основного признака плодородия почвы, соответствующие конкретному баллу плодородия, вписываемые в шкалу, устанавливают по единой оценочной основе, рассчитываемой по формуле

6. Баллы фактических параметров каждого основного признака плодородия исследуемой почвы определяют по единой оценочной основе, рассчитываемой по формуле

7. Предварительный балл плодородия конкретной исследуемой почвы определяют по наименьшему баллу из числа основных признаков плодородия этой почвы.

8. Признак, лимитирующий плодородие исследуемой почвы, определяют по наименьшему баллу из числа основных признаков ее плодородия.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется исспрашиваемый объем правой охраны.

За счет того, что в числе основных признаков плодородия почвы дополнительно определяют содержание макро- и микроэлементов, повышают точность оценки почвенного плодородия. Указанные дополнительные признаки служат объективными показателями почвенного плодородия, от их параметров зависит рост и развитие растений /сельскохозяйственных и лесных культур/, поражение их болезнями и вредителями, а также величина урожая и его качество. Поэтому определение параметров дополнительных признаков в числе оценочных признаков плодородия позволяет сделать более точную, полную и объективную оценку почвенного плодородия конкретной почвы и достаточно полно судить о ее потребности в удобрениях, мелиорантах, агротехнических и мелиоративных приемах, что расширяет область применения способа.

Фактические параметры каждого оценочного признака плодородия конкретной почвы определяют физико-химическим анализом пробы этой почвы. По полученным параметрам судят о плодородии исследуемой почвы, о ее потребности в видах и формах удобрений, их нормах и дозах, о нормах мелиорантов. По этим параметрам определяют стоимость плодородия конкретной почвы, определяют фонд возмещения в виде штрафных санкций за снижение почвенного плодородия в результате хозяйственной деятельности или сумму вознаграждения за повышение почвенного плодородия. Это расширяет область применения способа.

Пробы почвы отбирают по общепринятой методике, например из пахотного слоя конкретной почвы один образец на всю его мощность. Взятый образец вместе с этикеткой помещают в матерчатый или полиэтиленовый мешочек и отправляют на физико -химический анализ.

Физико-химический анализ пробы почвы проводят по общепринятой методике, например содержание подвижного фосфора и обменного калия в пробе почвы определяют по методу Кирсанова, содержание гумуса по Тюрину, pH-потенциометром в растворе 0,1 KCl, содержание физической глины по методу Качинского, содержание легкогидролизуемого азота /NO₃ + NH₄/ - по методу Тюрина-Кононовой, содержание подвижных форм магния по A-l методу, содержание микроэлементов по методике ЦИНА /ГОСТ 26487-85/.

Фактические параметры оценочных признаков плодородия конкретной почвы используют для оценки почвенного плодородия в относительных показателях - баллах, по которым судят о плодородии различных почв и о различном плодородии одной и той же почвы.

За счет того, что в качестве эталонной почвы берут почву, которая содержит 20 50% физической глины, устанавливают лучшие по гранулометрическому составу почвы, способные обладать и более высоким потенциальным плодородием. Это суглинистые почвы. Такие почвы имеют широкий диапазон физической спелости, обладают благоприятными для жизни растений водно-физическим свойствами, например объемной массой, общей пористостью, наименьшей влагоемкостью, хорошей водопроницаемостью, хорошо удерживают полезную для растений влагу и хорошо закрепляют питательные вещества, вносимые с удобрениями. Все это позволяет на таких почвах создавать благоприятный для роста и развития растений тепловой, водный, воздушный и питательный режимы.

Почвы с меньшим содержанием физической глины /<20%/ это супесчаные /10 20% физической глины/ и песчаные почвы, песок связный содержит 5 10% физической глины, а песок рыхлый 0 5% физической глины. Эти почвы бесструктурны, мало содержат гумуса и элементов питания, плохо удерживают влагу. Избыточная влага, которая просачивается вниз по профилю почвы, выносит легкорастворимые соединения питательных веществ. Органическое вещество в таких почвах подвержено быстрой минерализации. Поэтому баллы таким почвам в оценочной шкале /см. таблицу/ устанавливают относительно эталонной почвы следующим образом. Почвам, которые содержат 15% физической глины, присваивают 90 баллов; почвам, которые содержат 10% физической глины, присваивают 80 баллов; почвам, которые содержат 5 и менее процентов физической глины 60 баллов. Это связано с тем, что чем меньше почва содержит физической глины, тем меньшим плодородием она может обладать. Повышение фактических параметров, оценочных признаков плодородия таких почв выше оптимальных параметров, указанных в оценочной шкале /таблица/, путем внесения удобрений, мелиорантов, нецелесообразно, т.к. элементы питания не будут закреплены почвой, а могут быть подвержены вымыванию с просачивающейся водой, загрязняя при этом грунтовые воды и открытые водоемы. Плодородие таких почв может быть повышено путем глинования, которое повышает содержание физической глины в почве, однако это весьма дорогое мелиоративное мероприятие.

Почвы с более высоким />50%/ содержанием физической глины обладают высокой связностью, оказывают большое сопротивление обработке, имеют узкий диапазон физической спелости, плохой газообмен с атмосферным воздухом, а также имеют высокую влагоемкость и плохую водопроницаемость. На поверхности таких почв застаивается вода /при избыточном количестве осадков/, при высыхании этой воды образуется почвенная корка. В результате этого на таких почвах угнетается жизнедеятельность аэробных бактерий, приостанавливается минерализация органического вещества, развиваются восстановительные процессы, накапливаются вредные для растений закисные соединения Al и Fe. Поэтому баллы таким почвам в оценочной шкале /таблица/ устанавливают относительно эталонной почвы следующим образом. Почвам, которые содержат 55% физической глины, присваивают 90 баллов; почвам, которые содержат 60% физической глины, 80 баллов; почвам, которые содержат 70% физической глины 70 баллов; почвам, которые содержат 80 и более процентов физической глины, 60 баллов. Это связано с тем, что с увеличением содержания физической глины водно-физические свойства почвы ухудшаются, а плодородие снижается. Поскольку эти почвы хорошо удерживают влагу и хорошо закрепляют элементы питания, то фактические параметры признаков плодородия на этих почвах могут быть повышены относительно их оптимальных уровней /таблица/ за счет внесения удобрений, например, до уровня наивысшего балла. К вредным экологическим последствиям это не приведет. Поэтому удобрения на таких почвах можно вносить и в запас. Плодородие глинистых почв может быть повышено путем пескования, которое снижает содержание физической глины в почве, однако это весьма дорогое мелиоративное мероприятие.

За счет того, что для оценочных признаков плодородия эталонной почвы задают параметры, соответствующие ее потенциальному плодородию /высшему баллу/, устанавливают объект сравнения, относительно которого оценивают другое почвенное плодородие одной и той же почвы или разных почв. Такое решение повышает точность и объективность оценки почвенного плодородия и упрощает способ его оценки. Параметры потенциального плодородия эталонной почвы сопряжены или должны быть сопряжены с агроклиматическими ресурсами, например, с приходом фотосинтетически активной радиации Солнца /ФАР/, с биоклиматическим потенциалом /БКП/, количеством осадков и концентрацией CO₂ в атмосфере. Названные факторы в совокупности обеспечивают формирование потенциального /экологически возможного, максимального/ урожая сельскохозяйственных культур. Поэтому параметры оценочных признаков плодородия эталонной почвы по заявляемому способу, соответствующие ее потенциальному плодородию, задают с учетом экологических условий. Эти параметры определяют либо на основе анализа многочисленных данных по расчету потенциальной урожайности сельскохозяйственных культур, либо их определяют расчетным путем.

Почва с параметрами потенциального плодородия позволяет получать наивысший в данных экологических условиях урожай сельскохозяйственных культур. При этом фактическое количество осадков, выпадающее в конкретной местности, во внимание не принимают, т.к. недостаток влаги может быть восполнен путем мелиоративных приемов, например орошения, даже в зоне пустынь, где в настоящее время коэффициент биоклиматической продуктивности принимают равным нулю.

По потенциальной урожайности сельскохозяйственных культур определяют урожайную цену балла эталонной почвы. Эту цену определяют путем деления потенциальной урожайности конкретной сельскохозяйственной культуры на балл эталонной почвы /высший балл/. Далее урожайную цену балла используют для определения урожайности конкретной культуры на почве с другим плодородием.

За счет того, что параметры оценочных признаков плодородия эталонной почвы, соответствующие ее потенциальному плодородию, вводят в оценочную шкалу, устанавливают объект сравнения и начало отсчета для построения оценочной шкалы, т. е. для определения других параметров плодородия почвы, упрощают способ оценки почвенного плодородия. Таким параметрам каждого оценочного признака плодородия присваивают высший балл, например 100, и относительно этих параметров по единой оценочной основе устанавливают оптимальные параметры, соответствующие другому плодородию почвы, обладающему конкретным количеством баллов, например 90, 80, 70. Оценочная шкала может быть построена и с меньшим, чем 10 баллов, шагом оценки почвенного плодородия, например 5, 2 или 1. Все зависит от степени точности оценки почвенного плодородия с помощью оценочной шкалы.

За счет того, что балл, который соответствует фактическому параметру каждого оценочного признака плодородия конкретной почвы, устанавливают по единой оценочной основе, повышают точность оценки почвенного плодородия и упрощают способ оценки этого плодородия. Все оценочные признаки плодородия поставлены в одинаковое положение и снято влияние субъективного подхода к оценке почвенного плодородия. В результате расчета получают точный балл плодородия, соответствующий конкретному параметру оценочного признака плодородия.

Единую оценочную основу рассчитывают по формуле

где
y балл плодородия почвы;
x фактический параметр конкретного основного признака плодородия почвы;
a оптимальный параметр того же признака плодородия эталонной почвы, соответствующей ее потенциальному плодородию;
K объем оценочной шкалы в баллах.

Объем оценочной шкалы выбирают с учетом точности расчетов. От объема шкалы зависит урожайная цена балла по той или иной сельскохозяйственной культуре. Обычно используют 100-бальную или 50-бальную шкалу. Однако может быть выбрана и другая по объему шкала.

Отношение x/a в формуле характеризует насыщенность конкретной почвы содержанием гумуса или конкретным элементом питания относительно его содержания в эталонной почве при высшем балле.

Разность (1 x/a) в формуле характеризует напряженность /недостаток, дефицит/ того или иного признака плодородия, например содержания подвижного фосфора в конкретной почве относительно его содержания в эталонной почве при высшем балле. Чем больше насыщенность почвы, например, содержанием подвижного фосфора, тем меньше напряженность этого фактора /оценочного признака/ в почве.

Выражение в формуле свидетельствует о том, что относительная оценка /балл/ того или иного признака плодородия конкретной почвы обратно пропорциональна напряженности этого признака в почве. Чем меньше напряженность признака, например, подвижного фосфора в почве, тем выше его содержание в почве, тем выше его балл, т.е. чем выше параметр оценочного признака, тем выше его балл. При x a /фактический параметр оценочного признака плодородия равен параметру потенциального плодородия/ напряженность равна нулю, а балл признака /его параметра/ равен высшему баллу, например 100.

Показатель степени квадрат свидетельствует о том, что зависимость плодородия почвы от содержания в ней гумуса, элементов питания, pH носит нелинейный характер, а характер квадратичной функции.

Из единой оценочной основы следует, что плодородие почвы обратно пропорционально квадрату напряженности лимитирующего фактора. Таким образом, единая оценочная основа, рассчитываемая по указанной формуле, позволяет объективно судить о плодородии конкретных почв, объективно оценивать и сравнивать их по плодородию, оценивать изменение плодородия одной и той же почвы, так как все объективные признаки почвенного плодородия поставлены в одинаковое оценочное положение относительно друг друга и эталонной почвы. Единая оценочная основа позволяет производить достаточно точную оценку почвенного плодородия в относительных показателях баллах, достаточно точно устанавливать признак плодородия почвы, в той или иной степени лимитирующий или нелимитирующий ее плодородие, а, следовательно, и продуктивность растений. Вместе с этим судить о потребности почвы в удобрениях и мелиорантах, достаточно определять их формы, виды, нормы и дозы, что расширяет области применения способа.

За счет того, что оптимальные параметры каждого оценочного признака почвенного плодородия, обладающего конкретным в объеме оценочной шкалы количеством баллов, устанавливают по единой оценочной основе, обеспечивают построение оценочной шкалы, в которую и вводят эти оптимальные параметры признаков почвенного плодородия. Использование оценочной шкалы упрощает способ оценки почвенного плодородия, обеспечивает достаточную его точность и расширяет область применения способа. По физико -химическому анализу пробы почвы определяют фактический параметр конкретного оценочного признака плодородия, находят его значение в оценочной шкале по вертикали этого признака, а по горизонтали /таблица/ определяют лимитирующий плодородие почвы фактор, предварительный балл плодородия конкретной почвы, судят о потребности почвы в удобрениях и мелиорантах, о возможностях расширенного воспроизводства плодородия конкретной почвы, определяют стоимость плодородия почвы.

Единую оценочную основу рассчитывают по формуле

откуда

где
y балл плодородия почвы;
x фактический параметр основного признака плодородия почвы;
a оптимальный параметр того же признака плодородия эталонной почвы, соответствующий ее потенциальному плодородию;
K объем оценочной шкалы в баллах.

За счет того, что определяют признак, лимитирующий плодородие конкретной почвы, устанавливают уровень плодородия этой почвы, обеспечивающий нормальный рост и развитие растений и величину урожая. Выше этого уровня лимитирующий плодородие почвы признак вызывает нарушения в онтогенезе растений /обмен веществ, процессы фотосинтеза/, ухудшает качество продукции, растения чаще поражают болезни и вредители. Определяют лимитирующий признак с помощью оценочной шкалы по наименьшему баллу из числа оценочных признаков плодородия. Наименьшему баллу соответствует вполне определенный параметр оценочного признака плодородия, который свидетельствует о наличии и недостатке в почве конкретно элемента питания, а также о величине pH. Определение лимитирующего плодородие почвы признака расширяет область применения способа оценки почвенного плодородия, т.к. по лимитирующему признаку определяют потребность почвы в конкретных видах удобрений, мелиорантов и их количестве, а также определяют предварительный балл плодородия конкретной почвы.

За счет того, что предварительный балл плодородия конкретной почвы определяют по наименьшему баллу из числа основных признаков почвенного плодородия, устанавливают предварительный уровень почвенного плодородия, обеспечивающий нормальное развитие растений, судят о качестве конкретной почвы и ее пригодности для возделывания сельскохозяйственных культур. На основе этого разрабатывают меры повышения плодородия конкретной почвы, например, систему удобрений, мелиоративных приемов, определяют сельскохозяйственные культуры, которые наиболее пригодны для возделывания на данной почве, вводят соответствующий севооборот.

Способ осуществляют следующим образом.

1. Определяют потенциально возможный урожай сельскохозяйственных культур, который может быть получен в экологических условиях конкретного региона. Например, в экологических условиях Ленинградской области солнечная энергия позволяет получать урожай ячменя 7 т/га.

2. Задают параметры основных признаков плодородия эталонной почвы, соответствующие ее потенциальному плодородию, которые необходимы для получения потенциально возможного урожая сельскохозяйственных культур.

Например, суглинистые почвы, которые содержат от 20 до 50% физической глины, должны иметь pH 6,5 7,0 и содержать 5% или более гумуса, 30 мг на 100 г почвы подвижного фосфора /P₂O₅/, 30 мг на 100 г почвы обменного калия /K₂O/, 14 мг на 100 г почвы легкогидролизуемого азота, 30 мг на 100 г почвы подвижного магния /MgO/, более 10 мг на 1 кг почвы подвижного марганца, 1,5 мг бора, 0,5 мг на 1 кг почвы молибдена, 10 мг цинка, 7 мг на 1 кг почвы меди, 5 мг кобальта. Плодородию такой почвы присваивают высший балл, например 100 баллов /см. таблицу/.

3. Определяют урожайную цену балла сельскохозяйственных культур. Ее определяют путем деления потенциально возможной урожайности конкретной сельскохозяйственной культуры на балл потенциального плодородия эталонной почвы. Например, для ячменя урожайная цена балла составит:
7,0 т/га 100 0,07 т/га.

4. Строят оценочную шкалу /таблица/, в которой относительно баллов и параметров оценочных признаков плодородия эталонной почвы, которые вводят в оценочную шкалу, устанавливают баллы другим по содержанию физической глины почвам, обладающим меньшим количеством баллов.

Например, почвам, которые содержат более 80% физической глины, присваивают 60 баллов, как почвам, обладающим узким диапазоном физической спелости и неблагоприятными для роста и развития растений гидротермическим режимом и водно -физическими свойствами.

Устанавливают оптимальные параметры основных признаков плодородия, обладающего конкретным в объеме оценочной шкалы количеством баллов. Для этого используют единую оценочную основу, рассчитываемую по формуле

откуда

где
x фактический параметр основного признака плодородия почвы;
a оптимальный параметр того же признака плодородия эталонной почвы, соответствующий ее потенциальному плодородию;
y балл плодородия почвы;
K объем оценочной шкалы в баллах.

Например, почва, которой присваивают 60 баллов /таблица/, должна содержать 1,9% гумуса, 11 мг на 100 г почвы подвижного фосфора и обменного калия, 5 мг на 100 г почвы легкогидролизуемого азота и т.д. /см. таблицу/. Таким способом для оценочной шкалы /таблица/ устанавливают оптимальные параметры признаков почвенного плодородия, соответствующие конкретному в объеме оценочной шкалы баллу плодородия почвы, например 60 баллам.

5. Берут пробу конкретной почвы и проводят ее физико -химический анализ, при котором определяют содержание физической глины и фактические параметры основных и дополнительных признаков плодородия исследуемой почвы.

Например, физико-химический анализ пробы конкретной почвы показал следующие результаты. Проба почвы содержит 37% физической глины, имеет реакцию почвенного раствора pH 6,6, содержит 5,1% гумуса, 10 мг на 100 г почвы подвижного фосфора, 17 мг обменного калия, 8 мг легкогидролизуемого азота, 20 мг подвижного магния, 7 мг на 1 кг почвы подвижного марганца, 10 мг бора, 0,4 мг молибдена, 7 мг цинка, 8 мг меди, 3,2 мг кобальта.

6. Устанавливают балл плодородия, который соответствует фактическому параметру каждого оценочного признака плодородия конкретной почвы. Для этого используют оценочную шкалу /таблица/ или единую оценочную основу, рассчитываемую по формуле

где
y балл плодородия почвы;
x фактический параметр основного признака плодородия почвы;
a оптимальный параметр того же признака плодородия эталонной почвы, соответствующий ее потенциальному плодородию;
K объем оценочной шкалы в баллах.

Например, баллы плодородия фактических параметров указанной выше пробы конкретной почвы, определенные с помощью оценочной шкалы или единой расчетной основы, будут следующие, балл:
37% физической глины 100
pH 6,6 100
5,1% гумуса 100
10 мг на 100 г почвы подвижного фосфора 51
17 мг на 100 г почвы обменного калия 80
8 мг на 100 г почвы легкогидролизуемого азота 80
20 мг на 100 г почвы подвижного магния 88
7 мг на 1 кг почвы подвижного марганца 90
10 мг на 1 кг почвы подвижного бора 90
0,4 мг на 1 кг почвы подвижного молибдена 96
7 мг на 1 кг почвы подвижного а 90
8 мг на 1 кг почвы подвижной меди 100
3,2 мг на 1 кг почвы подвижного кобальта 87
7. Определяют признак, лимитирующий плодородие исследуемой почвы и балл параметра этого признака.

Например, признаком, лимитирующим плодородие рассматриваемой почвы, служит содержание в ней подвижного фосфора. Содержание подвижного фосфора составляет 10 мг на 100 г почвы, что равно 51 баллу. Этот признак, а именно содержание в почве 10 мг на 100 г почвы подвижного фосфора, лимитирует в исследуемой почве рост и развитие растений и их урожайность.

8. Определяют предварительный балл плодородия конкретной почвы. Его принимают равным баллу лимитирующего плодородие этой почвы признака. Например, для рассматриваемой почвы предварительный балл плодородия составил 51 балл.

9. Общий балл плодородия конкретной почвы определяют с учетом поправочных коэффициентов, например, на мощность пахотного слоя. Например, при мощности пахотного слоя 22 см поправочный коэффициент равен единице. Тогда общий балл плодородия конкретной почвы в нашем примере будет равен предварительному 51·1,0 51.

Определяют урожай сельскохозяйственных культур, который может быть получен на конкретной почве. Например, урожай ячменя на рассматриваемой почве может составить 0,07 т/га·51 3,38 т/га. Этот урожай определяют путем умножения урожайности цены балла конкретной культуры на общий балл плодородия конкретной почвы.

10. Из физико-химического анализа пробы конкретной почвы следует, что другие параметры оценочных признаков плодородия обладают более высокими баллами по сравнению с баллом лимитирующего признака. Например, содержание подвижного калия и легкогидролизуемого азота в почве равно 80 баллам, а параметры других признаков плодородия имеют еще более высокие баллы. Следовательно, предварительный и общий баллы плодородия рассматриваемой в примере почвы могут быть повышены за счет устранения влияния лимитирующего плодородие этой почвы признака путем внесения фосфорных удобрения из расчета /80 51 балл/ 17 мг 10 мг на 100 г почвы 7 мг на 100 г почвы в действующем веществе, что позволит повысить и возможный уровень урожайности, например, ячменя до 5,6 тонн с 1 гектара; 0,07·80 5,6 т/га.

11. Из физико-химического анализа пробы исследуемой почвы, следует, что для того чтобы ее плодородие, рассматриваемое в примере, повысить до уровня 100 баллов, в нее следует внести за счет удобрения /см. таблицу/:
подвижного фосфора 30 10 20 мг на 100 г почвы
обменного калия 30 17 13 мг на 100 г почвы
легкогидролизуемого азота 14 8 6 мг на 100 г почвы
подвижного магния 30 20 10 мг на 100 г почвы
подвижного марганца 10 7 3 мг на 1 кг почвы
подвижного бора 1,5 1,0 0,5 мг на 1 кг почвы
подвижного молибдена 0,5 0,36 0,14 мг на 1 кг почвы
подвижного цинка 10 7 3 мг на 1 кг почвы
подвижных форм меди 7 8 нет
подвижного кобальта 5 3,2 1,8 мг на 1 кг почвы
в действующем веществе.

Такая почва будет обладать параметрами потенциального плодородия эталонной почвы, иметь высший балл. При благоприятном гидротермическом режиме почвы и атмосферы на такой почве может быть получен максимальный /потенциальный/ экологически возможный урожай сельскохозяйственных культур, например ячменя 7 т с 1 га.

По фактическим параметрам плодородия почвы определяют стоимость ее плодородия, а по стоимости удобрения, мелиорантов, агротехнических и мелиоративных приемов определяют затраты на воспроизводство почвенного плодородия. По снижению параметров признаков плодородия определяют фонд возмещения, необходимый на восстановление первоначального плодородия конкретной почвы.

Формула изобретения

Способ оценки почвенного плодородия, по которому в исследуемой почве физико-химическим анализом определяют содержание физической глины и фактические параметры основных и дополнительных признаков плодородия, при этом в числе основных признаков плодородия определяют pH и содержание гумуса, путем сопоставления полученных данных с шкалой проводят оценку исследуемой почвы, в результате которой по фактическим параметрам основных признаков устанавливают предварительный балл плодородия исследуемой почвы, а окончательный балл ее плодородия определяют через поправочные коэффициенты на параметры дополнительных признаков плодородия, отличающийся тем, что в числе основных признаков плодородия дополнительно определяют содержание макро- и микроэлементов по оценочной основе, которую рассчитывают по формуле

где y балл плодородия почвы;
x фактический параметр конкретного основного признака плодородия исследуемой почвы;
а оптимальный параметр того же признака плодородия, соответствующий высшему баллу плодородия почвы;
К объем оценочной шкалы (высший балл плодородия почвы),
определяют баллы фактических параметров каждого основного признака плодородия исследуемой почвы, по наименьшему баллу из числа основных признаков устанавливают предварительный балл плодородия исследуемой почвы и признак, лимитирующий ее плодородие.

РИСУНКИ

Рисунок 1