Спосіб оптимального технологічного навантаження на родючий ґрунт

1. Спосіб оптимального технологічного навантаження на родючий ґрунт, що включає його фізико-хімічний аналіз, визначення норм внесення органічних і мінеральних добрив стосовно до вибраної рослинної культури, який відрізняється тим, що оконтурюють ділянку ґрунтового покриву, призначеного для посадки рослин, після цього беруть проби ґрунту на глибину поширення кореневої системи регіонально вирощуваних рослинних культур, отримані проби піддають фізикохімічному аналізу і аналізу на органічні компоненти, при яких визначають фізико-хімічні властивості ґрунту, масову частку солей гумінової кислоти і фульвокислоти, а також мікроелементів, здійснюють вибір рослинної культури, виходячи з якої визначають необхідну кількість мінеральних і органічних добрив та мікроелементів за формулами: - необхідна кількість мінеральних добрив: Нмін =(Нрек мін  100)/Ндр. мін, де: Нмін - необхідна кількість внесення у ґрунт мінеральних добрив, кг/га; Нрек мін - норма внесення мінеральних добрив, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр мін - норма діючої речовини в мінеральному добриві, %; - необхідна кількість солей гумінової кислоти: Нгк = (Нрек гк 100)/Ндр гк , де: Нгк - необхідна кількість внесених у ґрунт солей гумінової кислоти, кг/га; Нрек гк - норма внесення солей гумінової кислоти, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр гк - норма діючої речовини (солей гумінової кислоти) у внесеному органічному добриві, %; - необхідна кількість солей фульвокислоти: Нфк = (Нрек фк  100)/Ндр фк , де: Нфк - необхідна кількість внесених у ґрунт солей фульвокислоті, кг/га; 2 (19) 1 3 67091 4 мінеральних добрив, необхідну кількість солей гумінової кислоти, необхідну кількість солей фульвокислоти та мікроелементів, визначають витрати на мінеральні, органічні добрива та мікроелементи, стосовно вибраної рослинної культури, визначають величину планованого прибутку від реалі зації вибраної культури з урахуванням кон'юнктури ринку та здійснених витрат, після чого порівнюють отримані результати і визначають оптимальну для висадження культуру за прийнятим критерієм оптимальності, здійснюють висадження в ґрунт вибраної рослинної культури. Корисна модель належить до агропромислового комплексу і може бути використана для вирощування різних рослинних сільськогосподарських культур на земельних ділянках, ґрунт яких має потребу у внесенні комплексу добрив, представленого органічною і мінеральною складовою. Зокрема, корисна модель може бути використана в тих випадках, коли необхідно визначити роздільну кількість внесення добрив - мінеральних компонентів, солей гумінової кислоти, фульвокислоти та мікроелементів, виходячи з виду рослинної сільськогосподарської культури, вирощування якої є максимально рентабельною стосовно до сільськогосподарського регіону. Спосіб необхідний для тих випадків, коли необхідно визначити витрати на внесення добрив та інші витрати стосовно до планованого врожаю регламентованого об'єму. Відомий спосіб внесення мінеральних добрив, у якому визначається їх необхідна кількість, що необхідна для вирощування певної культури. (http://grunt.at.ua/publ/udobrenija/vnesenie_mineralny kh_udobrenij/mineralnye_udobren ij a/71-1-0-189). Спосіб включає вибір сільськогосподарської культури, визначення ступеня виносу мінеральних компонентів вибраною рослиною. На підставі цього визначають необхідну дозу кожного компонента мінерального добрива або одного з них як основного компонента, наприклад, фосфору азоту або калію. Внесення необхідної кількості мінерального добрива здійснюють залежно від вмісту активної речовини у мінеральному добриві, що використовується. Недоліком відомого способу є те, що забезпечення планованого врожаю виконується за рахунок внесення тільки мінеральних добрив. Це не дозволяє повною мірою одержати необхідний урожай тому, що не враховується необхідна органічна складова. Підвищення вмісту мінеральних добрив, забезпечує необхідні компоненти для живлення кореневої системи для формування росту рослини, однак наявність тільки мінеральної складової недостатньо активізує кореневу систему рослини. Недостатній ріст рослини обумовлений неповним засвоюванням кореневою системою мінеральних речовин. Це приводить до зайвої мінералізації ґрунту, визначає пригнічення кореневої системи і вегетативного розвитку рослини, а також зниження її врожайності. Висока мінералізація ґрунту призводить до того, що концентрація солей пригнічує також бактеріологічну і відповідно органічну її складові. Органічна складова ґрунту пригнічується і не створює сприятливих умов для кореневої системи по за своюванню живильних речовин, а значить нема умов для необхідної врожайності культури. Найбільш близьким рішенням є спосіб одержання оптимального технологічного навантаження на родючий ґрунт, що включає його фізикохімічний аналіз, визначення норм внесення мінеральних добрив, а також органічних добрив (http://urozhayna-gryadka.narod.ru/gumat.htm). Недоліком відомого способу є те, що як органічна складова у відомому способі використовується тільки гумат, як речовина, що забезпечує стимулюючий вплив на кореневу систему рослини для одержання її максимального розвитку в період інтенсивного зростання і формування врожаю. Разом з тим використання тільки гумату як активуючого агента для рослин не дозволяє повною мірою використати необхідний потенціал мінеральних добрив, тому що їхнє засвоєння не може відбуватися відразу і безпосередньо кореневою системою, а тільки після протікання біохімічних процесів, у результаті яких солі калію магнію фосфору і азоту стають доступними для усмоктування кореневою системою рослини. Забезпечення максимально засвоюваної форми добрива досягається за рахунок комплексної наявності в ґрунті гумінових кислот і фульвокислот, взаємодія яких, разом з органікою ґрунту, дозволяє перетворити стан мінеральних добрив у максимально сприйнятливу для кореневої системи форму. Відомий раніше спосіб внесення органомінерального добрива приводить до мінералізації ґрунту і не дозволяє збільшити врожайність рослини, стосовно до якої вносяться добрива. Відомий спосіб не диференціює внесення добрив стосовно до конкретного виду ґрунту, не дозволяє збільшити врожайність. Це пояснюється тим, що при визначенні необхідної кількості добрива не визначається необхідна кількість солей гумінової кислоти і фульвокислоти, їх оптимальне і гармонічне сполучення для забезпечення необхідного врожаю. Зокрема, у способі не враховується внесення солей фульвокислот, які забезпечують протікання біохімічних процесів, що впливають на засвоєння мінеральної складової добрив кореневою системою рослини. Крім того, відомий спосіб не дозволяє визначати і планувати врожайність та визначати можливий прибуток після його реалізації. Задачею корисної моделі є вдосконалення способу визначення оптимального технологічного навантаження на ґрунт, за рахунок того, що спосіб передбачає оконтурення ділянки ґрунтового покриву, призначеного для посадки рослин, узяття проби ґрунту на глибину поширення кореневої системи, узяття проби ґрунту, фізико-хімічний 5 аналіз ґрунту і аналіз на органічні компоненти, визначення фізико-хімічних властивостей ґрунту і масову частку солей гумінової кислоти і фульвокислоти, а також наявність мікроелементів, вибір рослинної культури і визначення необхідної розрахункової кількості мінеральних добрив, а також солей гумінової кислоти і фульвокислоти, а також мікроелементів, визначення величини планованого прибутку від реалізації вибраної культури з урахуванням кон'юнктури ринку, а також витрат на органічні і мінеральні добрива, а також мікроелементів, внесення в ґрунт обчислену величину мінеральних добрив, органічних добрив, представлених солями гумінових кислот і фульвокислот, а також мікроелементів. Технічний результат від реалізації корисної моделі полягає в тому, що забезпечується підвищення врожайності сільськогосподарських культур, активізується засвоєння мінеральних добрив кореневою системою рослин. Крім того, забезпечується можливість одержання максимального врожаю стосовно до конкретної сільськогосподарської культури і одержання максимального прибутку з урахуванням кон'юнктури ринку і витрат на вирощування майбутнього врожаю. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб планування оптимального технологічного навантаження на родючий ґрунт включає її фізико-хімічний аналіз, визначення норм внесення органічних і мінеральних добрив стосовно до вибраної рослинної культури. Відповідно до корисної моделі, оконтурюють ділянку ґрунтового покриву призначеного для посадки рослин, після цього беруть проби ґрунту на глибину поширення кореневої системи регіонально вирощуваних рослинних культур, отримані проби піддають фізико-хімічному аналізу і аналізу на органічні компоненти, при яких визначають фізикохімічні властивості ґрунту, масову частку солей гумінової кислоти і фульвокислоти, а також мікроелементів, здійснюють вибір рослинної культури, виходячи з якої визначають необхідну кількість мінеральних і органічних добрив, та мікроелементів по формулах: - необхідна кількість мінеральних добрив: Нмін=(Нрек мін100)/Ндр. мін, де: Нмін - необхідна кількість внесення у ґрунт мінеральних добрив, кг/га; Нрек мін - норма внесення мінеральних добрив, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр мін - норма діючої речовини в мінеральному добриві, %; - необхідна кількість солей гумінової кислоти: Нгк=(Нрек гк100)/Ндр гк, де: Нгк - необхідна кількість внесення у ґрунт солей гумінової кислоти, кг/га; Нрек гк - норма внесення солей гумінової кислоти, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр гк - норма діючої речовини (солей гумінової кислоти) у внесеному органічному добриві, %; - необхідна кількість солей фульвокислоти: Нфк=(Нрек фк100)/Ндр фк 67091 6 де: Нфк - необхідна кількість внесення у ґрунт солей фульвокислоти, кг/га; Нрек фк - норма внесення солей фульвокислоти, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр фк- норма діючої речовини (солей фульвокислоти) у внесеному органічному добриві, %; - необхідна кількість мікроелементів: Нме=(Нрек ме100)/Ндр ме, де: Нме - необхідна кількість внесення у ґрунт мікроелементів, кг/га; Нрек ме - норма внесення мікроелементів, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр ме - норма діючої речовини (мікроелементів) у внесеному добриві, %; визначають витрати на внесення мінеральних і органічних добрив та мікроелементів, стосовно до обраної рослинної культури по формулі Зм-г-ф-ме = (Нмін Стмін + Нгк СТ гк + Нфк Стфк + +Нме Стме)  Sпос, де Стмін - вартість одного кілограма внесених мінеральних добрив, грн.; Ст гк - вартість одного кілограма внесених солей гумінової кислоти, грн.; Ст фк - вартість одного кілограма внесених солей фульвокислоти, грн.; Стме - вартість одного кілограма внесених мікроелементів, грн.; Sпос- площа посіву (висадження) рослинної культури; визначають величину планованого прибутку від реалізації вибраної культури з урахуванням кон'юнктури ринку, витрат на органічні, мінеральні добрива, мікроелементи, а також додаткові і накладні витрати, пов'язані з вирощуванням рослинної культури ПР = (Ст культ  Sпос  Пл врож) - Зм-г-ф-ме + Нзатр, де Стрк - ринкова вартість одного кілограма вирощеної рослинної культури, грн…; Пл врож - планована норма врожаю рослинної культури, кг/га; Η витр - додаткові і накладні витрати, грн.; після чого висаджують в ґрунт вибрану рослинну культуру. Для визначення найбільш вигідної і конкурентної культури, стосовно до обраного регіону, після одержання необхідних результатів, вибирають альтернативні сільськогосподарські культури, по наведених розрахункових формулах, визначають необхідну кількість внесення у ґрунт мінеральних добрив, необхідну кількість солей гумінової кислоти, необхідну кількість солей фульвокислоти, визначають витрати на внесення мінеральних і органічних добрив та мікроелементів стосовно до обраної рослинної культури, визначають величину планованого прибутку від реалізації вибраної культури з урахуванням кон'юнктури ринку, порівнюють отримані результати і визначають оптимальну для висадження культуру за прийнятим критерієм оптимальності. Спосіб реалізується таким чином. При планованому висадженні сільськогосподарських культур, перед аграрієм стоїть завдання визначення оптимального технологічного навантаження на ґрунт, яке забезпечує одержання мак 7 симального врожаю сільськогосподарської культури з урахуванням рентабельності виробництва. Вирішення завдання дозволяє визначити і вибрати культуру стосовно до конкретної земельної ділянки, поверхня якої містить певну кількість мінеральних і органічних речовин, що забезпечують одержання певного врожаю. Це рішення дозволяє забезпечити максимальну врожайність рослинної культури і одержання максимального прибутку при її реалізації на ринку. Реалізація способу забезпечується при первісному виборі культури, що планується до висадження. Кожна культура має свій вегетативний процес і вимоги по масовій частці органічних і мінеральних речовин та мікроелементів, які повинні бути внесені в ґрунт. Високого врожаю можна досягнути тільки тоді, коли враховуються особливості споживання усього комплексу добрив рослинами в період вегетації. Після вибору культури, що планується вирощувати, здійснюється фізико-хімічний аналіз ґрунту, у який буде здійснюватися висадження рослин. При фізико-хімічному аналізі визначаються основні параметри ґрунту, такі як пористість, гранулометричний склад, основні мінеральні і органічні компоненти та мікроелементи, що беруть участь у структуроутворенні ґрунту. Крім того, визначаються кількісні і якісні показники мінеральної і органічної складових, які служать основним живленням кореневої системи рослин. Виконаний аналіз показує, які види мінеральних і органічних добрив та мікроелементів утримуються в ґрунті і можуть бути засвоєні рослинами в процесі їхнього вирощування. Аналіз дозволяє планувати внесення всіх видів мінеральних і органічних добрив перед їхнім внесенням у ґрунт. Максимально достовірний аналіз можливий у тому випадку, якщо оконтурена ділянка, призначена для висадження конкретної культури, при цьому зразки ґрунту проби беруть на глибину поширення кореневої системи регіонально культивованих рослинних культур. Особливе значення надається оптимальному сполученню органічних компонентів, зокрема масовій частці солей гумінової кислоти і фульвокислоти. Фульвокислота здатна руйнувати мінерали, утворювати комплексні з'єднання з гідроксидами і відігравати істотну роль у підзолостворенні. У ґрунті фульвокислота з гуміновою кислотою утворюють з'єднання типу складних ефірів. Елементарний склад фульвокислоти коливається в наступних межах: вуглець 40-52 %, кисень 4048 %, водень 4-6 %, азот 2-6 %. Фульвокислота добре розчиняється у воді, її водні розчини мають кислу реакцію (РН= 2,6-2,8), тому, просочуючись у глибину, вони чинять сильну руйнуючу дію на мінеральну частину ґрунту і сприяють умовам для засвоєння корисних компонентів рослинами. При взаємодії фульвокислоти з катіонами металів утворюються різні солі, що називаються фульватами. Фульвати натрію, калію, амонію, а також кальцію і магнію добре розчиняються у воді, тому 67091 8 легко переміщаються в нижні горизонти ґрунту. При взаємодії фульвокислоти з гідроокислами заліза і алюмінію утворюються як розчинні, так і нерозчинні залізо- і алюмоорганічні комплексні з'єднання. Гумінові кислоти являють собою високомолекулярні азотовмісні органічні речовини. Вони складаються з вуглецю, кисню, водню, азоту і невеликої кількості зольних елементів (фосфору, сірки, заліза, алюмінію і кремнію). Вміст і співвідношення цих елементів змінюється залежно від типу ґрунту, хімічного складу органічних залишків, що розкладаються, а також умов гуміфікації. Гумінові кислоти при взаємодії різних катіонів мінеральної частини ґрунту і зольних елементів утворюють солі, які називають гуматами, які добре розчиняються і легко переходять у стан різного роду розчинів. + Гумати дво- і тривалентних катіонів (Са2 , + + + Mg2 , Fe3 і Аl3 ) нерозчинні у воді. Вони утворюють стійкі водоміцні гелі, які обволікають мінеральні часточки ґрунту і склеюють їхні агрегати. Цей клей сприяє утворенню водоміцної структури верхніх горизонтів ґрунту, що характерно для чорноземів, буроземів і червоноземів. За отриманими результатами виконаного аналізу і встановлених якісних, кількісних і якісних показників вмісту мінеральних добрив у ґрунті, наприклад, азоту, фосфору, калію і магнію, а також солей гумінової кислоти і фульвокислот та мікроелементів визначають необхідну кількість мінеральних добрив, наприклад, азоту, Нмін = =(Нрек мін100)/Ндр. мін, де: Нмін - необхідна кількість внесених у ґрунт мінеральних добрив, кг/га; Нрек мін - норма внесення мінеральних добрив, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр. мін - норма діючої речовини в мінеральному добриві, %. У наведеній розрахунковій формулі, норма діючої речовини в мінеральному добриві визначається конкретним застосовуваним мінеральним добривом, у якому кількість діючої речовини може бути різною. У результаті виконаних обчислень одержують необхідну складову кожного виду мінерального добрива, необхідного для живлення рослин. Після визначення мінеральної складової внесених у ґрунт добрив, визначають органічну складову внесених у ґрунт добрив. Необхідна кількість солей гумінової кислоти визначають за формулою Нгк=(Нрек гк100)/Ндр гк, де: Нгк - необхідна кількість внесення в ґрунт солей гумінової кислоти, кг/га; Нрек гк - норма внесення солей гумінової кислоти, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр гк - норма діючої речовини (солей гумінової кислоти) у внесеному органічному добриві, %. Після визначення необхідної кількості солей гумінової кислоти, внесеної в ґрунт, визначають необхідну кількість солей фульвокислоти за формулою 9 Нгк=(Нрек гк100)/Ндр гк, де: Нгк - необхідна кількість внесення в ґрунт солей гумінової кислоти, кг/га; Нрек гк- норма внесення солей гумінової кислоти, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр гк - норма діючої речовини (солей гумінової кислоти) у внесеному органічному добриві, %. Заключним розрахунком є визначення кількості мікроелементів для внесення у ґрунт на весь період вегетації рослин у хелатній або кристалічній формі: Нме=(Нрек ме100)/Ндр ме, де: Нме - необхідна кількість внесених у ґрунт мікроелементів, кг/га; Нрек ме - норма внесення мікроелементів, що рекомендується, виходячи з кількості діючої речовини, кг/га; Ндр ме - норма діючої речовини (мікроелементів) у внесеному добриві, %. У зазначених розрахункових формулах рекомендована норма внесення мінеральних добрив, виходячи з кількості діючої речовини, визначається як різниця між наявністю певного виду мінеральної, органічної речовини та мікроелемента - добрива в ґрунті та величиною виносу рослиною цих речовин. Отримана величина дозволяє визначити, скільки добрив, які утримують певний компонент, необхідно внести в ґрунт для живлення певної культури. Після визначення всього комплексу мінеральних і органічних добрив та мікроелементів визначають витрати на них стосовно вибраної рослинної культури по формулі: Зм-г-ф-ме = (Нмін Стмін + Нгк СТ гк + Нфк Стфк + +Нме Стме)  Sпос, де Стмін - вартість одного кілограма внесених мінеральних добрив, грн.; Ст гк - вартість одного кілограма внесених солей гумінової кислоти, грн.; Ст фк - вартість одного кілограма внесених солей фульвокислоти, грн.; Стме - вартість одного кілограма внесених мікроелементів, грн.; Sпос - площа посіву (висадження) рослинної культури. Отримані дані дозволяють визначити прогнозований прибуток від вирощування рослинної культури, що може бути надалі реалізована з урахуванням витрат на внесення добрив, а також накладних витрат, прямо пов'язаних з вирощуванням сільськогосподарської культури, включаючи необхідні витрати на полив, обробку ґрунту, внесення, при необхідності, гербіцидів, заробітну плату сільськогосподарських працівників, витрати на поточні роботи по обробітку ґрунту і т. д. Особливої важливості набуває планована норма врожаю, що визначається по регіональних Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 67091 10 факторах, яка враховує показники отриманого врожаю з урахуванням кліматичних умов, що впливають на максимальні показники, стосовно висадженої культури, а також з обліком того, що внесено органічні і мінеральні добрива, а також мікроелементи в повному обсязі. Прогнозований прибуток визначається за формулою ПР = (Ст культ  Sпос  Пл врож) - Зм-г-ф-ме + Нзатр, де Ст культ - ринкова вартість одного кілограма вирощеної рослинної культури, грн.; Пл врож - планована норма врожаю рослинної культури, кг/га; Ηзатр - додаткові і накладні витрати, грн. Після одержання необхідних результатів вибирають альтернативну сільськогосподарську культуру. Це необхідно для визначення оптимальної культури, яку необхідно обробляти виходячи з положень конкурентності, і після чого висаджують в ґрунт вибрану рослинну культуру. Для визначення ймовірного прибутку необхідно визначити культуру, яка може бути вирощена в аналогічних умовах. Виходячи з вибраної культури, за вищенаведеними формулами визначають необхідну кількість і витрати на внесення в ґрунт мінеральних добрив, необхідну кількість солей гумінової кислоти, необхідну кількість солей фульвокислоти та необхідну кількість мікроелементів. Визначають величину планованого прибутку від реалізації вибраної культури з урахуванням кон'юнктури ринку, витрат на органічні і мінеральні добрива та мікроелементи, а також додаткових і накладних витрат, пов'язаних з вирощуванням альтернативної рослинної культури. Одержавши розрахункові дані, порівнюють отримані результати, визначають оптимальну для висадження культуру за прийнятим критерієм "оптимальність". Виконавши техніко-економічне порівняння, здійснюють вибір необхідної рослинної культури, після чого вносять у ґрунт обчислену величину мінеральних добрив органічних добрив, а також мікроелементів і здійснюють необхідну агротехніку для одержання планованого врожаю. Виконані дослідно-промислові дослідження показали високу ефективність способу і забезпечують високий рівень урожайності сільськогосподарських культур. Спосіб дозволяє забезпечити ефективний вибір органічних і мінеральних добрив, внесених у ґрунт, кількість яких оптимальна по витратах, зв'язаних з вирощуванням планованого врожаю. Спосіб дозволяє стосовно до конкретного сільськогосподарського регіону забезпечити вибір конкурентної культури, виходячи з можливості одержання високої врожайності і максимального прибутку виробником. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601