Спосіб відбору проб ґрунту олександра броварця на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь

Реферат: Спосіб відбору проб ґрунту на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь ґрунтується на відборі проб ґрунту, отриманні зразків, причому проба формується із міні-проб, відібраних у точках локації, отриманих відповідно до даних про зони варіабельності ґрунтового середовища (рельєф, урожайність тощо) та їх корегування з врахуванням електропровідності ґрунтового середовища. UA 117115 U (54) СПОСІБ ВІДБОРУ ПРОБ ҐРУНТУ ОЛЕКСАНДРА БРОВАРЦЯ НА ОСНОВІ ВЕЛИЧИНИ ПОКАЗНИКІВ ПАРАМЕТРІВ ВАРІАБЕЛЬНОСТІ СТАНУ ҐРУНТОВОГО СЕРЕДОВИЩА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ УГІДЬ UA 117115 U UA 117115 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі сільськогосподарського господарства і може бути використана в сучасний технологіях сільськогосподарського виробництва, технологіях точного землеробства, безпосередньо у рослинництві, загальному землеробстві, і призначена для підвищення достовірності визначення агрохімічного стану ґрунтового середовища при оперативному агрохімічному обстеженні ґрунтів шляхом моніторингу агробіологічного стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь, зокрема відбору проб ґрунту, оперативного визначення потенційної родючості ґрунтів для застосування технологій диференційованого локально-дозованого внесення технологічного матеріалу (добрив, насіння тощо), а також може бути застосована при виконанні агрохімічного обстеження ґрунтів власниками земель та землекористувачами. Відбір ґрунтових проб здійснюють за діючими стандартами (ДСТУ ISO 10381-1:2004), які містять настанови щодо підготовки, відбирання та зберігання ґрунтових зразків земель сільськогосподарського призначення та визначають якість ґрунту у вільно відібраних пробах ґрунту з глибини 20 см, що відповідає зоні внесення добрив. У ДСТУ ISO 10381-1:2004 наведено різні схеми відбирання проб залежно від мети проведення дослідження: несистематичні схеми (нерегулярний відбір проб), круглі сітки, систематичний відбір проб (правильні сітки), рендомізований відбір проб, стратифікований рендомізований відбір проб, нелінійний рендомізований відбір проб, систематичний відбір проб за непрямокутною сіткою, відбір проб уздовж лінійного джерела, несистематичні схеми ("N", "S", "W" і "X"), а також метод конверту. Але ці схеми не дають можливості відібрати репрезентативну пробу у випадку диференційованого локального-дозованого внесення добрив, оскільки її відбирання проводиться по невеликому числу діагоналей. Так, наприклад, дві діагоналі (Х-форма) вносять серйозну похибку у центральну частину поля при відборі проб рівнобіжними смугами. Також, слід виключити схеми, які передбачають відбір зразків за прямими лініями, оскільки потрапляння або не потрапляння у стрічку буде суттєво впливати на кількісні параметри показників родючості ґрунту. Відомий спосіб відбору ґрунтових зразків для вивчення мікророзподілу елементів живлення з місця внесення добрив [Трапезников В.К., Иванов И.И., Тальвинская Н.Г. Локальное питание растений. Уфа: Гилем, 1999. 258 с], що включає пошаровий відбір ґрунтових зразків у вигляді горизонтальних монолітів розміром 2×2 см перпендикулярно напрямку стрічки внесення добрив. Головним недоліком цього методу є стовідсоткове потрапляння у стрічку удобрення та включення осередку удобрення з більшим обсягом ґрунту у зразок, що не дозволяє оцінити справжні параметри тих чи інших ознак і властивостей у осередку, а також сусідніх з ним ділянках ґрунту. Відомим є спосіб визначення агрохімічних показників ґрунтового середовища [Основи наукових досліджені, в агрономії / (Єщенко В.О., Копитко ГЛ., Опришко В.П., Костогриз П.В.). К.: Дія, 2005. - 148-150 с]. Даний метод базується на тому, що відбір зразків проводять ґрунтовими бурами Качинського, Ізмаїльського, Некрасова на глибину орного і підорного шарів ґрунту не менш як із свердловин. На кожній ділянці польового досліду відбирають один змішаний зразок, який готують з 20-40 індивідуальних проб, відібраних з точок рівномірно розміщених на дослідній ділянці або по діагоналі, бурами різної конструкції. Після ретельного перемішування індивідуальних проб із загальної маси ґрунту відбирають середній зразок масою 400-500 г. Після перенесення відібраних зразків у лабораторію, ґрунт розсипають тонким шаром для сушіння, уникаючи при цьому попадання на нього прямих сонячних променів. Проте, відомий метод визначення агрохімічних показників ґрунтового середовища є доволі трудомістким, так як включає використання ґрунтових бурів Качинського, Ізмаїльського, Некрасова, не чітко досягається рівномірність відбору зразків, не забезпечує визначення міграції елементів живлення у вертикальному та горизонтальному напрямках. Відомо також метод відбору ґрунтових проб за локального застосування добрив, який використовують з метою моніторингу та оцінки параметрів ґрунтової родючості у садах, які обробляють за інтенсивними технологіями [Фоменко Т.Г., Попова В.П., Пестрова Н.Г., Черников Е.А. Методические подходы оценки параметров почвенного плодородия садових ценозов при локальном применении удобрений и орошения // Научные труды ГНУ СКЗНИИСиВ. - Том 6. 2014. - С. 38-44]. За цією методикою для визначення змін агрохімічних показників ґрунту необхідно визначати ступінь їхньої диференціації в зоні локалізації добрив. Один змішаний ґрунтовий зразок складався з 24 індивідуальних проб, відібраних на глибину 30 см. Недоліком цього методу є те, що місце стрічки внесення добрив під рослини візуально дуже важко достовірно визначити, що значно збільшує ймовірність похибки. 1 UA 117115 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Найбільш близьким до запропонованого способу є відбирання проб ґрунту за локального внесення добрив [UA № 77116 Спосіб відбору зразків ґрунту за локального внесення добрив], за яким використовують квадратну рамку з сіткою, центральна комірка якої співпадає зі стрічкою внесених добрив. Відбирають дев'ять зразків ґрунту одночасно, забезпечуючи ізоляцію кожного зразка. Встановлюють міграцію елементів живлення у горизонтальному та вертикальному напрямках від стрічки внесення добрив. Недоліком цього способу є необхідність закладення ґрунтового розрізу розміром не менше 22,5×22,5 см, що призведе до знищення посівів сільськогосподарських культур. Окрім того, хоча основним призначенням розрізу є визначення горизонтальної та вертикальної міграції елементів живлення, однак визначення міграції, наприклад, азоту на глибину до 30 см - є малоінформативним, адже запаси мінерального азоту враховують не менше ніж у 60 см шарі ґрунту. Окрім того, розріз закладають перпендикулярно до стрічки внесення добрив, що у виробничих умовах здійснити дуже складно, адже лінію внесення добрив достовірно відшукати важко, що підвищує ймовірність відбирання недостатньо репрезентативної проби. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу відбору ґрунтових зразків на основі даних варіабельності стану сільськогосподарських угідь та рівнів їх варіабельності, що дає можливість оптимізувати кількість проб та збільшити достовірність отриманих результатів на основі даних про вміст поживних речовин у ґрунтів. Приймаючи до уваги специфіку диференційованого локально-дозованого внесення добрив у стрічки через певну відстань одна від одної, підхід до методів відбору ґрунтових зразків має бути диференційованим порівняно з внесенням добрив урозкид. Існуючі загальноприйняті методики агрохімічного обстеження і методи відбирання ґрунтових проб не дозволяють об'єктивно оцінити показники родючості ґрунту у випадках диференційованого локальнодозованого внесення добрив унаслідок збільшення просторової варіабельності багатьох з них. Відомо, що значення усіх ґрунтових показників визначених безпосередньо згідно традиційних методик може суттєво відрізнятися порівняно з реальними даними, що вимагає удосконалення способу відбору проб ґрунту та підвищення точності отриманих результатів з врахування особливостей варіабельності стану ґрунтового середовища. Відбір проб з врахування існуючих методик не враховує агробіологічного стану сільськогосподарських угідь і при накладанні сіток відбору проб, що рекомендують існуючі технології моніторингу, можлива ситуації коли відібрані проби не дадуть можливості визначити рівні та достовірність варіювання зазначених показників. Чим більший рівень варіабельності параметрів ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь ти більша відстань між місцями відбору проб при визначенні зон тим меншу відстань між пробами потрібно вибирати та збільшувати їх кількість. Поставлена задача вирішується тим, що проба формується із міні-проб, відібраних у точках локації, отриманих відповідно до даних про зони варіабельності ґрунтового середовища (рельєф, урожайність тощо) та їх корегування з врахуванням електропровідності ґрунтового середовища. Для оптимізації кількості індивідуальних ґрунтових проб та формування достовірних карт вмісту поживних речовин по поверхні сільськогосподарських угідь необхідносформувати достовірні дані по варіабельності параметрів ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь. До таких даних перш за все можна віднести "існуючі" дані про агробіологічний стан сільськогосподарських угідь, зокрема рельєф, урожайність. Проте найбільш чітким та достовірним є дані по електропровідних властивостей ґрунтового середовища. Варіабельність електропровідних властивостей ґрунтового середовища на пряму пов'язана із зміною параметрів ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь. На кресленні представлено схему реалізації способу відбору проб ґрунту Олександра Броварця на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь. Згідно зі способом відбору проб ґрунту Олександра Броварця на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь проба ґрунту формується з врахуванням варіабельності стану ґрунтового середовища, яка складається із 5-20 міні-проб, відібраних на відстані 1,5-100 м залежно від показників варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь. Площа елементарної ділянки для відбору проб залежить від виду сільськогосподарських угідь, рівнів варіабельності, контурності території, строкатості ґрунтового покриву та природної зони, та визначається згідно з Методикою агрохімічного обстеження ґрунтів. Для цього координати, точки або місця відбору проб визначають з врахування накладення карт рельєфу, урожайності та корегувальним картами електропровідних властивостей ґрунту і розміщуються в центрі меж варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь. 2 UA 117115 U 5 10 15 20 25 30 35 Для досягнення оптимального забезпечення рослин елементами живлення необхідно забезпечити їх ефективне використання, шляхом використання оперативних даних про варіабельність агробіологічного стану ґрунтового середовища. В сучасних умовах господарювання найбільш ефективним способом застосування мінеральних добрив є їх диференційоване локально-дозоване внесення. Дослідженнями, проведеними в різних ґрунтово-кліматичних зонах, встановлено, що кількісна і якісна оцінка вмісту елементів живлення в ґрунті дає можливість більш точно встановлювати оптимальні норми добрив та скорегувати дози і строки їхнього внесення. На активність просторового перерозподілу елементів живлення в ґрунті впливають норма і форма внесених добрив, характер руху гравітаційної та капілярної вологи в ґрунті, вологість і температура ґрунту, його фізико-хімічні та біологічні властивості, а також спосіб внесення мінеральних добрив. Інформації щодо міграції елементів живлення за локального внесення мінеральних добрив у наукових джерелах майже немає. Спосіб відбору проб ґрунту Олександра Броварця на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь забезпечує оптимізацію застосування технологічних матеріалів на основі даних лабораторного моніторингу зразків ґрунтових проб, відібраних за рахунок оптимізації схеми відбирання проб ґрунту з врахуванням варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь. Площа елементарної ділянки для відбору проб залежить від виду сільськогосподарських угідь, контурності території, строкатості ґрунтового покриву та природної зони, та визначається згідно рівнів варіабельності параметрів ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь (рельєф, урожайність тощо) та їх корегування з врахуванням електропровідності ґрунтового середовища, кількість яких залежить від строкатості та варіабельності стану ґрунтового середовища. Залежно від величини параметрів варіабельності нижнього та верхнього показника стану ґрунтового середовища (урожайність, рельєф, електропровідність тощо) сільськогосподарських угідь та строкатості їх агробіологічних параметрів формується кількість рівнів варіабельності з мінімальним Qmin та максимальним Qmax значеннями. Залежно від величини   Qmax  Qmin визначають кількість рівнів варіювання k . Таким чином величина кожного рівня N варіювання Q  Qmin визначається  N    max . k k Новими відмінними ознаками способу відбору проб ґрунту Олександра Броварця на основі показників варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь від існуючого найближчого аналога є: відбір проб проводиться відповідно до даних про зони варіабельності ґрунтового середовища (рельєф, урожайність тощо) та їх корегування з врахуванням електропровідності ґрунтового середовища; проба формується із 5-20 міні-проб, у межах зон варіабельності ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь; маса проби ґрунту - 100-400 г. Таблиця Відмінні та спільні показники використання запропонованого способу відбору проб ґрунту Олександра Броварця на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь Показники Відомий спосіб Спосіб внесення добрив локальний Проби ґрунту перемішують Відбір проб буром Кількість міні-проб у 1 одній пробі, шт. 5-20 міні-проб у одній пробі відповідно до зон варіабельності з врахуванням по діагоналі даних рельєфу, урожайності та внесення добрив електропровідних властивостей ґрунту Відбір проб Відстань між пробами Маса зразка, г Запропонований спосіб диференційований локально-дозований не перемішують буром міні 1,5-100м залежно від показників варіабельності 400-500 100-400 40 3 UA 117115 U Продовження таблиці Показники Відомий спосіб Запропонований спосіб Зразок змішаний ізольований Визначення міграції у цілому змішаному у кожній пробі сформованій із міні-проб елементів живлення зразку 5 10 15 20 25 Відмінні від найближчого аналога ознаки при взаємодії з відомими дозволяють забезпечити формування проби ґрунту певної зони варіабельності, яка формується із 5-20 міні-проб в певній встановленій частині сільськогосподарського поля, забезпечити ізоляцію кожної проби, забезпечити оптимальну масу та якість проби, забезпечують необхідну швидкість їх відбору. Спосіб відбору проб ґрунту Олександра Броварця на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь здійснюється таким чином: проводиться аналіз карт рельєфу, урожайності та корегувальним картами електропровідних властивостей ґрунту відбувається визначення точок відбору проб ґрунту у межах зон варіабельності. Відбір проб ґрунту відбувається у центральній частині зони варіабельності, на основі яких будуть дані рекомендації по внесенню добрив у зоні варіабельності. Проба ґрунту формується з 5-20 зразків ґрунту (мініброб), маса проби 100-400 г. Відбір зразків ґрунту через кожні 1,5-100м (залежно від площі варіабельності ґрунтового середовища, дає можливість визначити вміст елементів живлення тільки у цьому шарі ґрунту. Завдяки цьому зразки ґрунту відбираються в певній встановленій частині сільськогосподарських угідь, на певній відстані один від одного, забезпечуючи достатньо високу точність визначення варіабельності ґрунтового середовища. Таким чином, запропонований спосіб дає можливість отримати змішану пробу ґрунт, яка формується із міні-проб, на основі даних варіабельності ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь, що підвищує якість моніторингу при зменшенні їх трудомісткості. Впровадження запропонованої корисної моделі дозволить відібрати зразки ґрунту у межах зон варіабельності ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь, у певній частині сільськогосподарського поля. Ефективність нового способу відбору проб ґрунту Олександра Броварця на основі показників варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь полягає у тому, що він дозволяє забезпечити оптимальну кількість відбору проб ґрунту, які формуються з міні-проб на основі даних варіабельності стану ґрунтового середовища, що дозволяє встановити реалістичну карту вмісту поживних речовин у ґрунті з врахуванням неоднорідності ґрунтового середовища. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб відбору проб ґрунту на основі величини показників параметрів варіабельності стану ґрунтового середовища сільськогосподарських угідь, що ґрунтується на відборі проб ґрунту, отриманні зразків, який відрізняється тим, що проба формується із міні-проб, відібраних у точках локації, отриманих відповідно до даних про зони варіабельності ґрунтового середовища (рельєф, урожайність тощо) та їх корегування з врахуванням електропровідності ґрунтового середовища. 4 UA 117115 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5