Способ определения эколого-энергетической эффективности полевых севооборотов

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства. Способ включает определение накопленной потенциальной энергии в органическом веществе сельскохозяйственных культур - в урожае основной продукции и совокупных энергетических затрат технологий выращивания сельскохозяйственных культур за ротацию севооборота. Также определяют показатели суммарной энергии в органическом веществе побочной продукции культур, в корневой массе культур, минеральных элементах питания - подвижных форм в пахотном слое почвы и приходящей фотосинтетически активной радиации. При этом эколого-энергетическую эффективность полевых севооборотов определяют по формуле где Е_сев - эколого-энергетическая эффективность севооборота; Q_р ^сев - потенциальная энергия в органическом веществе полевых культур (в урожае основной продукции) за ротацию севооборота, ГДж/га; Q_п ^сев - суммарная энергия в органическом веществе урожая побочной продукции культур за ротацию севооборота, ГДж/га; _к ^сев - суммарная энергия в органическом веществе корневой массы культур за ротацию севооборота, ГДж/га; Q_мэп ^сев - суммарная энергия минеральных элементов питания - подвижных форм в начале вегетации каждой культуры севооборота, ГДж/га; Q_з ^сев - совокупные энергетические затраты технологий выращивания полевых культур за ротацию севооборота, ГДж/га; Q_фар ^сев - суммарная энергия приходящей фотосинтетически активной радиации за ротацию севооборота, ГДж/га. Изобретение позволяет повысить достоверность оценки. 2 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при эколого-энергетической оценке полевых севооборотов с целью определения характера размещения и сочетания полевых культур для построения наиболее эффективных с эколого-энергетической точки зрения севооборотов.

Известен способ определения энергетической эффективности севооборотов, позволяющий установить рациональное соотношение культур и оценить эффективность технологий их выращивания (Коринец В.В. Солнечная радиация и плодородие почвы. - С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1992, - с.126-128). Согласно этому способу определяют: показатели накопленной потенциальной энергии в органическом веществе сельскохозяйственных растений (в урожае основной продукции) за ротацию севооборота и совокупных энергетических затрат технологий выращивания этих культур, а энергетическую эффективность севооборота определяют по следующей формуле: где Е_сев - энергетическая эффективность севооборота; Q_p ^сев - накопленная потенциальная энергия в органическом веществе сельскохозяйственных культур (в урожае основной продукции) за ротацию севооборота, ГДж/га; Q_з ^сев - совокупные энергетические затраты технологий выращивания сельскохозяйственных культур за ротацию севооборота, ГДж/га.

Однако этот способ имеет ряд недостатков. Так, наряду с энергией в органическом веществе урожая основной продукции культур необходимо учитывать и энергию, содержащуюся в урожае побочной продукции и в корневой массе, величина которой зависит от набора культур, составляющих севооборот, и технологий их выращивания.

Способ не учитывает энергию минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы перед началом выращивания каждой культуры севооборота, которая способствует формированию определенного уровня урожая всей биомассы культуры.

Наряду с показателем совокупных энергетических затрат технологий выращивания культур следует учитывать и приходящую энергию фотосинтетически активной радиации, как одного из факторов, определяющего уровень урожайности надземной и подземной массы культур.

Цель изобретения - повышение точности определения эколого-энергетической эффективности севооборотов полевых культур.

Цель достигается тем, что в известном способе при определении энергетической эффективности полевых севооборотов, включающем определение накопленной потенциальной энергии в органическом веществе сельскохозяйственных культур (в урожае основной продукции) и совокупных энергетических затрат технологий выращивания сельскохозяйственных культур за ротацию севооборота, дополнительно определяют суммарную энергию в органическом веществе побочной продукции культур, в корневой массе культур, минеральных элементах питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы и приходящей фотосинтетически активной радиации, а эколого-энергетическую эффективность севооборота определяют по формуле где Е_сев - эколого-энергетическая эффективность севооборота; Q_p ^сев - потенциальная энергия в органическом веществе полевых культур (в урожае основной продукции) за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_п ^сев - суммарная энергия в органическом веществе урожая побочной продукции культур за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_к ^сев - суммарная энергия в органическом веществе корневой массы культур за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_мэп ^сев - суммарная энергия минеральных элементов питания (подвижных форм) в начале вегетации каждой культуры севооборота, ГДж/га;
Q_з ^сев - совокупные энергетические затраты технологий выращивания полевых культур за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_фар ^сев - суммарная энергия приходящей фотосинтетически активной радиации за ротацию севооборота, ГДж/га.

Способ осуществляется следующим образом: в конце вегетации перед уборкой каждой культуры определяют урожай основной и побочной продукции методами, определенными биологическими особенностями каждой культуры, предусматривающими отбор снопов и проведение контрольных обмолотов или учет основных элементов продуктивности. В это же время определяют и запас корневой массы с использованием метода Станкова (Станков Н. З. Корневая система полевых культур. - М.: Колос, 1964, с.228). Содержание энергии в органическом веществе надземной и корневой массы культур определяют прямым путем, с использованием калориметра, или по справочным данным на основании химического состава.

Определение содержания подвижных форм минеральных элементов питания в почве проводят на каждом поле севооборота согласно методическим руководствам ЦИНАО (Методические указания по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий. - М.: ЦИНАО, 1982, 157 с.) до начала проведения технологических операций, связанных с проведением основной обработки почвы и внесением удобрений. После определения содержания в почве подвижных форм минеральных элементов питания через соответствующие энергетические эквиваленты рассчитывают энергию минеральных элементов питания в пахотном слое почвы.

Совокупные энергетические затраты технологий выращивания полевых культур севооборота рассчитывают по технологической карте в соответствии с методиками биоэнергетической оценки технологий, предложенными Российской академией наук (Булаткин Г.А. Энергетическая эффективность применения удобрений в агроценозах/Пущино, 1983, 46 с.) и ВАСХНИЛ (Базаров Е. и др. О биоэнергетической оценке машинных технологий //Докл. ВАСХНИЛ. - 1980. - 2, с.37-38) с учетом зональных требований.

Приходящую энергию фотосинтетически активной радиации рассчитывают для каждой культуры по соответствующим справочникам с учетом периода вегетации.

Примеры конкретного выполнения
Опыты, проведенные в сравнительном испытании в полевом севообороте, предусматривали при использовании известного способа определение во время уборки полевых культур содержания энергии в органическом веществе основной продукции и определение совокупных энергетических затрат технологий их выращивания. Опыты, проведенные по предлагаемому способу, предусматривали дополнительное определение перед началом проведения технологических операций суммарной энергии минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы на каждом поле севооборота, а в конце вегетации культур определение содержания суммарной энергии в корневой массе и массе побочной продукции, а также энергии приходящей фотосинтетически активной радиации за соответствующие периоды вегетации культур, входящих в севооборот. Результаты проведенных опытов представлены в таблицах 1 и 2.

Из результатов, приведенных в таблицах, следует, что предлагаемый способ благодаря введению дополнительных показателей повышает точность определения эколого-энергетической эффективности полевого севооборота на 93,8%. Предлагаемый способ позволяет провести более достоверную и полную оценку полевых севооборотов, предусматривающую дальнейшее использование результатов для оптимального размещения их в структуре севооборотов. Он дает возможность сравнивать различные полевые севообороты, а также и другие виды севооборотов с целью определения и разработки наиболее эффективной с эколого-энергетической точки зрения их структуры.

Формула изобретения

Способ определения эколого-энергетической эффективности полевых севооборотов, включающий определение накопленной потенциальной энергии в органическом веществе сельскохозяйственных культур (в урожае основной продукции) и совокупных энергетических затрат технологий выращивания сельскохозяйственных культур за ротацию севооборота, отличающийся тем, что дополнительно определяют показатели суммарной энергии в органическом веществе побочной продукции культур, в корневой массе культур, минеральных элементах питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы и приходящей фотосинтетически активной радиации, а эколого-энергетическую эффективность полевых севооборотов определяют по формуле

где Е_сев - эколого-энергетическая эффективность севооборота;
Q_p ^сев - потенциальная энергия в органическом веществе полевых культур (в урожае основной продукции) за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_п ^сев - суммарная энергия в органическом веществе урожая побочной продукции культур за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_к ^сев - суммарная энергия в органическом веществе корневой массы культур за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_мэп ^сев - суммарная энергия минеральных элементов питания (подвижных форм) в начале вегетации каждой культуры севооборота, ГДж/га;
Q_з ^сев - совокупные энергетические затраты технологий выращивания полевых культур за ротацию севооборота, ГДж/га;
Q_фар ^сев - суммарная энергия приходящей фотосинтетически активной радиации за ротацию севооборота, ГДж/га.

РИСУНКИ

Рисунок 1