способ определения производительности агрофитоценозов полевых культур

Формула изобретения

Способ определения производительности агрофитоценозов полевых культур, включающий определение энергий надземной фитомассы, фотосинтетически активной радиации за период активных температур, антропогенной технологии, отличающийся тем, что дополнительно определяют энергии корневой массы, массы микроорганизмов корнеобитаемого слоя и минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы, а производительность агрофитоценозов определяют по формуле

К_а= Е_ф+Е_к+Е_м/Е_фар+E_мэп+Е_а,

где Е_ф - энергия надземной фитомассы, ГДж/га;

Е_к - энергия корневой массы, ГДж/га;

Е_м - энергия массы микроорганизмов в конце вегетации культуры, ГДж/га;

Е_фар - использованная агрофитоценозом энергия фотосинтетически активной радиации за период активных температур, ГДж/га;

Е_мэп - энергия минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы перед началом технологических операций, ГДж/га;

Е_а - антропогенная энергия технологии, ГДж/га.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки производительности агрофитоценозов полевых культур с целью определения наиболее оптимальных с эколого-энергетической точки зрения технологий выращивания.

Известен способ определения производительности оцениваемой агроэкосистемы на единицу совокупного энергетического ресурса (Кос) (Методика эколого-экономической оценки ландшафтной системы земледелия М., 1995. - 65с.). Согласно этому способу определяют энергию надземной фитомассы, изменение энергопотенциала почвы за оцениваемый период, энергию фотосинтетически активной радиации за период активных температур, энергию органического вещества почвы на начало периода, антропогенную энергию технологии и период активных температур (период вегетации) в днях, а производительность агрофитоценозов полевых культур определяют по следующей формуле:

Кос=ЕфЕп/(Ефар+Еовп+Еа)х(Т, МДж-день/ГДж,

где Еф - энергия надземной фитомассы, МДж/га;

Еп - изменение энергопотенциала почвы за оцениваемый период, МДж/га;

Ефар - энергия фотосинтетически активной радиации за период активных температур, ГДж/га;

Еовп - энергия органического вещества почвы на начало периода, ГДж/га;

Еа - антропогенная энергия технологии, ГДж/га;

Т - период активных температур (период вегетации), дни.

Однако этот способ имеет ряд недостатков. Так, наряду с энергией надземной фитомассы, необходимо учитывать энергию корневой массы и массы микроорганизмов корнеобитаемого слоя, входящих в состав агрофитоценоза, величина которых также зависит от внешних технологических и почвенно-климатических воздействий.

Способ не учитывает энергию минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы перед началом технологических операций, которая участвует наравне с уже упомянутыми в известном способе факторами в процессе развития агрофитоценоза.

Показатели энергии органического вещества почвы (Еовп) и изменения энергопотенциала почвы за оцениваемый период (Еп) не позволяют провести точное определение производительности агрофитоценозов, так как имеют большие значения и в пределах агрофитоценоза за период вегетации не претерпевают каких-либо заметных изменений.

Показатель энергии фотосинтетически активной радиации за период активных температур необходимо уточнить с учетом коэффициента использования ее агрофитоценозом и в дальнейшем упоминать как использованную агрофитоценозом энергию фотосинтетически активной радиации за период активных температур.

Использование при расчетах показателя периода активных температур (Т) в днях не позволяет получить достоверный результат, так как поступающая энергия фотосинтетически активной радиации и антропогенная энергия технологии неравномерно распределены в течение периода вегетации и в формуле подразумеваются их суммарные значения, а не ежедневное поступление.

Для повышения точности показателя производительности агрофитоценозов полевых культур при расчетах в формуле все показатели следует выражать в единых единицах измерения.

Цель изобретения - повышение точности определения производительности агрофитоценозов полевых культур.

Цель достигается тем, что в известном способе, при определении производительности агрофитоценозов полевых культур, включающем определение энергии надземной фитомассы, использованной агрофитоценозом энергии фотосинтетически активной радиации за период активных температур, антропогенной энергии технологии, дополнительно определяют энергию корневой массы, микроорганизмов корнеобитаемого слоя и минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы, а производительность агрофитоценозов определяют по формуле

Ка=Еф+Ек+Ем/Ефар+Емэп+Еа,

где Еф - энергия надземной фитомассы, ГДж/га;

Ек - энергия корневой массы, ГДж/га;

Ем - энергия массы микроорганизмов корнеобитаемого слоя в конце вегетации культуры, ГДж/га;

Ефар - использованная агрофитоценозом энергия фотосинтетически активной радиации за период активных температур, ГДж/га;

Емэп - энергия минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы перед началом технологических операций, ГДж/га;

Еа - антропогенная энергия технологии, ГДж/га.

Способ осуществляется следующим образом: определение содержания подвижных форм минеральных элементов питания в почве проводят в соответствии с методическими руководствами ЦИНАО (для минерального азота) и методом Мачигина (для обменного калия и подвижных фосфатов) 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 (подвижных форм) в пахотном слое почвы (Емэп).

В дальнейшем, в конце вегетации, перед уборкой культуры, определяют запас надземной фитомассы методом отбора снопов. В это же время определяют и запас корневой массы с использованием метода Станкова. Энергию надземной и корневой фитомассы определяют прямым путем с использованием калориметра или по справочным данным.

Одновременно с определением запасов надземной и подземной фитомассы проводят учет массы микроорганизмов почвы согласно методам Штина для почвенных водорослей, Мирчинк для почвенных грибов, Виноградского для почвенных бактерий, Калуцкого и Зеновой для актиномицетов. Для расчетов используют коэффициенты энергосодержания различных групп микроорганизмов почвы, предложенные Таусоном В.О.

Антропогенную энергию рассчитывают по технологической карте в соответствии с методиками биоэнергетической оценки технологий, предложенными Российской академией наук и ВАСХНИЛ с учетом зональных требований.

Использованную агрофитоценозом энергию фотосинтетически активной радиации за период активных температур рассчитывают по соответствующим справочникам.

Примеры конкретного выполнения.

Опыты, проведенные в сравнительном испытании на двух полевых культурах, предусматривали при использовании известного способа с учетом особенностей агрофитоценозов определение в конце вегетации культуры энергии надземной фитомассы, расчет использованной агрофитоценозом энергии фотосинтетически активной радиации за период активных температур и антропогенной энергии технологии. Опыты, проведенные по предлагаемому способу, предусматривали дополнительное определение перед началом проведения технологических операций энергии минеральных элементов питания (подвижных форм) в пахотном слое почвы, а в конце вегетации культуры определение энергии корневой массы и массы микроорганизмов корнеобитаемого слоя. Во всех случаях для расчетов использовались соответствующие коэффициенты энергосодержания.

Результаты проведенных опытов представлены в табл. 1 и 2.

Из результатов, приведенных в таблицах, следует, что предлагаемый способ, благодаря введению дополнительных показателей, повышает точность определения производительности агрофитоценоза озимой пшеницы на 53,8%, а кукурузы - на 47,5%.

Предлагаемый способ позволяет провести более достаточную и полную оценку агроцитофенозов полевых культур и их компонентов, а также внешних эколого-энергетических факторов, определяющих их производительность, и предусматривает выбор оптимальных технологий выращивания с точки зрения продуктивности и энергетических затрат.