CC BY
809
Савельев И.С.,Зенич С.А. Нардин Д.С. Программа для расчета норм минеральных удобрений балансовым методом // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2015. -№3(3) октябрь-декабрь. - URL http://e-journal.omgau.ru/index.php/2015-god/3/22-statya-2015-3/204-00047. - ISSN 2413-4066
УДК: 004.42:631.816.1:631.82
Савельев Иван Сергеевич
магистрант
ФГБОУВО Омский ГАУ, г.Омск mаg-sаvеlеv@mаil.ru
Зенич Сергей Александрович
магистрант
ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г.Омск mаg-zеnich@mаil. ru
Нардин Дмитрий Сергеевич
кандидат экономических наук, доцент ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г.Омск [email protected]
Программа для расчета норм минеральных удобрений балансовым методом
Аннотация: В данной статье рассматривается функциональные особенности программы, предназначенной для расчета норм внесения минеральных удобрений на различные почвы, в которых содержится разное количество минеральных веществ, с различной кислотностью, и под различные сельскохозяйственные культуры. Функциональной особенностью программного продукта является анализ почвенной пробы, выдача соответствующих результатов и указание на карте участка и необходимого количества питательных веществ, которые нужно внести. Такая программа позволяет исследовать почвы и вносить минеральные удобрения в точных количествах.
Ключевые слова: программный продукт, балансовый метод, анализ функциональных возможностей, ГИС-технологии.
Введение
В современном растениеводстве, внесение минеральных удобрений является основой для получения высоких урожаев. При планировании внесения удобрений необходимо удовлетворить потребности растений в питании; обеспечить оптимальное качество продукции; не допустить лишних затрат на удобрения и обеспечить охрану окружающей среды. Существует несколько способов расчета доз внесения минеральных удобрений под планируемый урожай.
Одним из важнейших агротехнических приемов, которые используются для улучшения почвенного плодородия, соответственно для получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качества продукции растениеводства, является оптимальное минеральное питание растений. Основой минерального питания является рациональное внесение удобрений с учетом климатических условий зоны и вида растений.
Определение оптимальной нормы внесения удобрений имеет большую значимость, как с экономической, так и с экологической точек зрения. Оптимальные нормы внесения удобрений не наносят вреда экосистеме. Под нормой внесения удобрений понимают такое количество элементов питания, которое не хватает на данном участке для оптимального развития растений и получения высокого уровня урожайности.
Мировой опыт свидетельствует, что добиться роста урожайности зерновых и других культур реально, но только используя все достижения современной аграрной науки, а именно нужно не только настроить баланс минерального питания, но и уменьшить уплотнение и деградацию почв.
Внесение минеральных удобрений составляют основу химизации земледелия. Эффективность применения удобрений во многом зависит от внедрения индустриальной технологии возделывания сельскохозяйственных культур, современной техники, использования современные системы земледелия.
Одним из перспективных и новых направлений в сельском хозяйстве является точное земледелие. А именно, при использовании самых разнородных данных, оптимизировать принятие решений о локальном внесении удобрений и ядохимикатов в почву для повышения урожайности в сельскохозяйственного производства. Уже сейчас существуют системы, обеспечивающие отображение в реальном времени на дисплее перемещение трактора или комбайна по полю и информирование фермера о необходимости увеличения или уменьшения расхода удобрений на том или ином участке поля [2].
Цель данной работы является анализ функциональных возможностей программы для расчета доз внесения минеральных удобрений, которая использует географические информационные системы для пространственного анализа и наблюдения за продуктивностью сельскохозяйственного производства.
Для достижения поставленной цели, мы ставим перед собой следующие задачи:
• анализ информационных источников по теме исследования;
• отразить суть балансового метода;
• применение программы для расчета балансового метода.
Объекты и методы
Объектом исследования являются функциональные особенности программы «Программа для расчета норм минеральных удобрений балансовым методом».
• Точное внесение КРК, с учетом индивидуальных показателей;
• Система параллельного вождения с применением ГЛОНАСС/GPS;
• Отслеживание результатов работы;
• При выравнивание фона агрохимических показателей средняя урожайность поля увеличивается до 30%.
В качестве метода выступает контент-анализ.
Результаты исследования и их обсуждение
При разработке системы применения удобрений в хозяйстве и севообороте, неотъемлемой частью является установление дозы внесения удобрений - это один из наиболее важных и сложных вопросов.
Доза удобрений - это количество питательных элементов, вносимое под сельскохозяйственные культуру в течении года разными способами и в разные сроки.
Дозы удобрений зависят от требований культурных растений, особенностей почвы, удобрения предшествующей культуры, сроков и способов внесения, климатических условий. Растения не используют удобрения полностью в год внесения, часть удобрений остаётся неиспользованной и оказывает влияние на урожай растений на второй и даже на третий год после внесения[1].
Рассмотрим балансовые методы расчета доз. Существует большое количество модификаций балансовых методов расчета доз удобрений. Наибольшее широкое распространение получили: а) расчет методом элементного баланса исходя из запаса питательных веществ в почве и хозяйственного выноса элементов питания сельскохозяйственными культурами; б) расчет доз на прибавку урожайности.
Интенсивное сельское хозяйство требует точного и обдуманного применения агрохимических приемов, поэтому была разработана программа для расчета норм минеральных удобрений балансовым методом предназначенная предприятиям АПК.
Балансовый метод расчета уже давно и с большим успехом применяется, авторы метода - Каюмов М.К., Шатилов И.С.(рисунок-1).
Расчет производится по формуле:
Д= (У * В - (П * 30) * Кп) : Ку
где:
Д - доза питательных веществ на заданный урожай, кг/га;
У - планируемая урожайность, ц/га;
В - вынос питательных веществ на 1 ц основной продукции, кг;
П - содержание элементов питания в почве;
Кп, Ку - коэффициенты использования питательных веществ соответственно из почвы и удобрений.
Фосфор и калий определяются аналитически, а содержание азота-исходя из предшествующих культур и запаса органического вещества [2].
Ь * О NPK »РК и
N агеа N образ!. Агеа hec Культура Кул2012 Тип и ме рн PzOs КзО Гумус % Cs 137 у рожай н N & ai Планируемая урожайность 1 Урожайность | 1 ¡
Планируемая культура [ Культура" [Пшеница
196 2.2 Вика 2.2 Пшеница Пшеница "ЧОПС" 6.3 19.3 10.4 5.69 0.51 20 107.91 Кеу Valué
озимая яровая Вынос культурой N (кг дв/га) ЕБЗ^Н
4 4.8 4 4.8 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.4 18.7 11.2 5.05 0.43 20 135.55 Запас N в почве (кг дв/га) 0
5 4.8 5 4.8 Пшеница Горой озимая посевна -tomnB" 5.1 6.6 7,5 5,05 0,43 20 135.55 Будет использовано (кг дв/га) 32,16
Дефицит N (кг дв/га) 78,24
8 4.7 8 4.7 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.1 8.5 8,2 5,05 0,43 20 135.55 Требуется внести N 120.37
озимая посевна Норма внесения N с учетом pH(w дв/г 132.41
9 4.7 9 4.7 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.4 12.4 9,1 5,16 0,42 20 134.44 Требуется внести N на данный ума ггс 714.99
12 4.6 Вика 4.6 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.2 16.2 9,1 5,16 0,42 20 134.44 Вынос культурой Р (кг дв/га) 43,7
13 4.5 Вика 4.5 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.2 8.9 8,6 5,16 0,42 20 134.44 Запас Р в почве (кг дв/га) 117
й Будет использовано (кг дв/га) 14,04
10 5.2 Вика 5.2 Пшеница Горох "ЧопВ" 5 8.8 9.6 5.16 0.42 20 134.44 Дефицит Р (кг дв/га) 29,66
озимая посевна й Требуется внести Р 78,05
11 5.3 Вика 5.3 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.2 7 10 5.16 0.42 20 134.44 Норма внесения Р с учетом pH(w дв/г85.86
озимая посевна Требуется внести Р на данный уча :то 463.63
14 5.5 Вика 5.5 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.1 6.7 7.7 5.16 0.42 20 134.44
15 6.4 Вика 6.4 Пшеница Горох озимая посевна "ЧопВ" 5.1 3.1 7 4.74 0.42 20 138.7 Вынос культурой К (кг дв/га) 52.9
Запас К в почве (кг дв/га) 189
16 4.7 Вика 4.7 Пшеница Горох "ЧопВ" 5.2 7.5 7,3 4,74 0,42 20 138.7 Будет использовано (кг дв/га) 22,68
озимая посевна Дефицит К (кг дв/га) 30,22
18 4.8 Вика 4.8 Овес Горох "ЧопВ" 5.3 5.4 6,3 5,16 0,42 20 112.61 Требуется внести К 40,29
посевной посевна Ноома внесения К с учетом рН<кг дв/г44,32
17 4.6 4.6 Овес Горох посевной посевна "ЧопВ" 5.1 9.2 5,4 4,74 0,42 20 116.87 :то 239.34
й Требуется внести К на данный уча
2 6 3.2 26 3.2 Овес Горох "ЧопВ" 5.1 6 7,3 5,16 0,42 20 112.61 £
посевной посевна й Зерновые единицы 4.39
23 5 Вика 5 Овес Горох "ЧопВ" 5.1 3.7 6.8 5.16 0.42 20 112.61 Е
21 5.3 Вика 5.3 Овес Горох "ЧопВ" 5.2 8 9.6 5.16 0.42 20 112.61
22 5.1 Вика 5.1 Овес Горох "ЧопВ" 5.2 8.8 5.9 5.16 0.42 20 112.61
посевной посевна м
НЩ] ш
Рисунок /-Рабочая область программы для расчета норм минеральных удобрений балансовым методом
Применение указанного метода позволяет сбалансировать и полностью обеспечить культуры необходимым количеством питательных элементов, чтобы получить запланированный урожай и одновременно оптимизировать обеспеченность почвы подвижными формами питательных элементов по отношению к возделываемым культурам без дополнительных расчетов ожидаемого баланса питательных элементов.
У любого метода есть свои недостатки, и балансовый метод не исключение. Он требует оптимальных значений показателей, включенных в формулу. Но в результате этот метод позволяет с точностью рассчитать дозу азотного удобрения под планируемый урожай [4].
Большую вклад в разработку программы для расчета норм минеральных удобрений балансовым методом сыграли современные исследования ученых А. А. Ничипоровича, И. С. Шатилова, П. П. Лукьяненко, Ф. М. Куперман, И. Г. Калиненко, А. И. Бараева и др. Помимо разработки программы, они занимаются вопросами повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Этими учеными изучен органогенез растений, предложены научно - обоснованные системы земледелия по зонам и системы применения удобрений по культурам, выведены высокоурожайные сорта, создан метод интегрированной защиты растений, разработаны противоэрозионная система обработки почвы [3].
Данная программа работает совместно с программами ГИС. В настоящее время в сельском хозяйстве программы ГИС имеют широкое применение. Сельскохозяйственные предприятия используют их для пространственного анализа, мониторинга продуктивности сельскохозяйственного производства.
Применение космической фотосъемки ГИС позволяет наблюдать за текущим состоянием посевов, за технологическими операциями, проводимыми в полях и вносить коррективы для предотвращения потери урожай (Рисунок 2).
Данная разработка позволяет:
- оптимизировать траекторию движения агрегата;
- обеспечить дифференцированное внесение различных видов минеральных удобрений на соответствующие элементарные участки поля с учетом содержания в почве;
- исключить различие ширины зоны рассева при одновременном внесении гранулированных и кристаллических удобрений.
Рисунок 2- Устройство точного внесения удобрений в действии агрегат - Беларусь + амазон 1500
Географическая информационная система состоит из цифровых карт. Это карты, на которых показано содержания минеральных веществ в почве, типов и характеристик почв, гидрологических, погодных и климатических условий. Наиболее важной информацией являются цифровые карты, с указанием таких факторов, как тип посевов, урожайность, тип химической и механической обработки почвы, распространения вредных насекомых. При наличии этой информации открываются неограниченные возможности оптимизации деятельности сельскохозяйственных предприятий.
Заключение
Каждый метод расчета норм минеральных удобрений имеет свое отличие, но все они требуют грамотного и комплексного подхода при использовании.
Другие балансово-расчетные методы и модификации определения оптимальных доз удобрений для получения планируемой урожайности культур в любых почвенно-климатических условиях также могут быть использованы, но с обязательной последующей проверкой системы удобрения по ожидаемому балансу питательных элементов, потому что не проводя такие проверки не известно что может произойти с обеспеченностью почв питательными элементами и тем более с экологической ситуацией в целом на данной территории.[3]
При определении доз минеральных удобрений учитывают содержание доступных для растений элементов питания в почве, реакцию почвенной среды, климатические условия, биологические особенности сельскохозяйственных культур, последующее воздействие удобрений, рельеф полей и гранулометрический состав почвы. Расчет доз напрямую зависит от планируемой урожайности.
Применение географических информационных систем в сельском хозяйстве упрощает работу по улучшению и оптимизации почвенного плодородия. Увеличение производства продукции, оптимизация ее транспортировки и сбыта - это основные области применения ГИС в сельском хозяйстве. Развитые хозяйства используют ГИС для исследования и анализа продуктивности производства. Поставщики сельскохозяйственного оборудования, использующие в хозяйствах ГИС для представления и сбыта собственной продукции в сельскохозяйственных регионах, нахождение оптимальных маршрутов, для доставки продукции автомобильным или иным видом транспорта.
В итоге, применение программы для расчета доз минеральных удобрений в комплексе с ГИС открывает новые возможности перед директорами хозяйств. При грамотном использовании современных технологий, можно добиться высоких урожаев и высокого качества самой продукции.
Ссылки на источники:
1. РГАУ-МСХА, Электронный адрес: http://www.аctivеstudy.mfo/wеdеше-v-si stеmy-udоbrеnij
2. Справочник по программированию урожаев. М., Россельхозиздат, 1987, Каюмов М.К.
3. Принципы программирования урожайности. - В кн. : «Программирование урожаев сельскохозяйственных культур». Научные труды ВАСХНИЛ, М., 1995, Шатилов И.С.
4. Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами /под общей редакцией В.М. Лукомица 2007.-113
Ivаn Savelyev
Master's Degree Student
Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk
Sergei Zenich
Master's Degree Student
Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk Dmitry Nardin
Candidate of Economic Sciences, Associate Professor Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk
The Program For The Calculation Of Norms Of Fertilizers Balance Method.
Abstract: This article discusses the functional features of the program, designed to calculate the rates of application of fertilizers on different soils, which contain different amounts of minerals with different acidity, and a variety of crops. Functional features of the software is the analysis of soil samples, the issuance of the relevant findings and an indication of the map of the site and the required amount of nutrients that you need to make. This program allows you to explore the soil and make fertilizer in precise quantities.
Keywords: software, the balance method, the analysis of the functionality of GIS technology.
