Литература
Справочная информация
Для учебы
Курсовая работа - Анализ неоднородности обеспеченности почвы подвижными фосфатами в точной технологии выращивания озимого рапса на маслосемена в Раздольненском районе АР КрымКУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ». Тема: «Анализ неоднородности обеспеченности почвы подвижными фосфатами в точной технологии выращивания озимого рапса на маслосемена в Раздольненском районе АР Крым» Выполнил: Проверил: Оценка ________________ Симферополь, 2010 Содержание Введение 1. Теоретическая часть 1.1. Биологические и хозяйственные особенности культуры. 1.2. Геостатистика и элементы точных технологий в растениеводстве. 2. Проектная расчетно-графическая часть 2.1. Почвенно-климатические и хозяйственные условия аграрного предприятия. 2.2. Пространственный анализ обеспеченности почвы поля доступными фосфатами. 2.3. Расчет пространственно дифференцированных доз фосфорного удобрения. 2.4. Точная технология применения фосфатных туков. 2.5. Ожидаемая эффективность точной технологии применения фосфорного удобрения. Заключение. Список использованной литературы. Приложения. Введение Среди капустных масличных растений рапс занимает первое место по содержанию и качеству масла в семенах. Полувысыхающее масло этой культуры имеет техническое и пищевое значение (йодное число 94-112). В среднем семена рапса содержат 43% жира, 30% белка, 12% безазотистых экстрактивных веществ, 4,4% золы и 6,9% клетчатки. Широкое использование его в пищу стало возможным благодаря выведению безэруковых и низкогликозинолатных сортов, не содержащих в семенах этих ядовитых веществ или содержащих только их следы. По площади посева масличных культур в мире рапс занимает третье место (22-24 млн. га, урожайность 14 ц/га). В Европе озимый рапс по площадям посева вышел на первое место. В Украине он высевается на площади около 22 тыс. га. В Крыму эта культура занимает около 15 тыс. га. Урожайность маслосемян – 10-20 ц/га. В последние годы наметился рост площадей его возделывания, так как для Украины наступило время развивать собственные мощности для производства биодизельного топлива из возобновляемых сырьевых ресурсов. Украина относится к энергодефицитным странам, так как покрывает свои потребности в топливно-энергетических ресурсах лишь на 53%, импортируя 75% необходимого объема природного газа и 85% сырой нефти и нефтепродуктов. Биодизельное топливо (биодизель, МЭРМ, РМЭ, RME, FAME, EMAG, бионефть и др.) - это экологически чистый вид биотоплива, получаемый из жиров растительного и животного происхождения и используемый для замены нефтяного дизельного топлива (ДТ). Биодизель может использоваться в любых дизельных двигателях (вихрекамерных и предкамерных, а также с непосредственным впрыском); как самостоятельно (в адаптированных двигателях), так и в смеси с дизельным топливом, без внесения изменения в конструкцию двигателя. В соответствии с Программой развития производства биодизельного топлива на период до 2010 г. Украина должна производить и потреблять в 2010 г. более 520 тыс. тонн биодизельного топлива, что потребует обеспечить валовый сбор семян рапса около 1,7-1,8 млн. тонн. При урожайности рапса в среднем 20 ц/га необходимо засеять 0,85-0,9 млн. га пашни, что составляет около 3% от общей площади (33,8 млн. га) пахотных земель Украины. Замена части дизельного топлива (1870 тыс. т/год), которое в настоящее время потребляет АПК Украины, на биодизельное позволит обеспечить сельскохозяйственную технику бинарным биотопливом рационального состава: 30% биодизеля + 70% ДТ. В Украине имеются все возможности организации производства биодизтоплива на основе рапсового масла. Ощутимый эффект можно получить без коренного переоборудования дизелей серийного производства, освоив технологию получения биодизтоплива, состоящего из гидродинамически активированной смеси нефтяного происхождения с рапсовым маслом. Это особенно важно для агропроизводства Украины, которая владеет огромными возможностями производства рапса (например, на загрязненных землях Чернобыльской зоны) одновременно с ощутимым дефицитом нефтепродуктов. Использование биодизтоплива позволит уменьшить потребности в нефти на 1-2 млн. тонн (в зависимости от объема производства БДТ). 1. Теоретическая часть 1.1. Биологические и хозяйственные особенности культуры. Озимый рапс (Brassica napus) в первый год жизни образует только розетку листьев, а на следующий год – цветочные побеги, на которых появляются цветы и плоды. Высота растений во время цветения достигает 2 метра. Лстья сизо-зеленые, покрыты восковым налетом. Соцветие кисть, цветки – светло-желтые. Плод – стручок. Семена шаровидные, черной, серовато-желтой окраски. Масса 1000 семян от 3 до 7 граммов. Озимый рапс влаголюбив и плохо переносит засуху. Его транспирационный коэффициент около 740. Удовлетворительные по величине урожаи семян рапс формирует при годовом количестве осадков в 500-800 мм. Требует достаточного и равномерного в течение всей вегетации обеспечения водой. Но особо он требователен к влаге во время появления всходов и в период цветения и налива семян. Недостаток воды в это время приводит – осенью к появлению изреженных всходов, весной – кроме слабого ветвления, к физиологическому увяданию почек, что снижает урожайность. Ко времени созревания потребность во влаге снижается, но, тем не менее, ее недостаток в этот период приводит к неполному развитию стручков и семян. Из капустных масличных рапс наиболее требователен к почвам и хорошо отзывается на внесение органических и минеральных удобрений. Лучшие почвы для него – черноземы, суглинистые и супесчаные. Почвы с близким залеганием грунтовых вод не пригодны для выращивания рапса. Рапс характеризуется высокой потребностью в питательных веществах. Для формирования 1 ц семян и соответствующего количества вегетативной массы озимый рапс выносит из почвы азота 4,5-5 кг, фосфора 2,5-3,5 кг, калия 4-6 кг. Максимальная потребность в питательных веществах отмечается с возобновления вегетации весной до окончания цветения. При чем основной вынос питательных веществ часто приходится на период с низкими температурами почвы, так как у озимого рапса рано заканчивается зимний покой. Фосфор, потребляемый рапсом, в первую очередь способствует развитию корневой системы. Калия он усваивает свыше 400 кг на гектар, причем около 75% остаются на поле вместе с соломой. Азотное питание имеет очень большое значение в формировании высоких урожаев рапса. При выносе азота в 5 кг на 1 ц семян, фактическая потребность в нем значительно выше и составляет 6-7 кг. Семена рапса начинают прорастать при температуре 3-4°. Оптимальная температура прорастания 14-20°. Всходы рапса выдерживают заморозки до минус 5°. Хорошо закалившиеся растения озимого рапса переносят понижение температуры до минус 12-14° на глубине 1,5-2 см, а при снежном покрове 5-6 см – до – 23-25°. Лучше всего зимуют растения в фазе 8-10 листьев, диаметр корневой шейки которых составляет 1 см. Основной период жизни озимого рапса проходит осенью и весной, поэтому он довольно успешно может произрастать в Крыму. Эта культура может стать альтернативой выращиванию малоурожайного в Крыму подсолнечника, так как урожаи маслосемян рапса могут быть в 2-3 раза выше. Основной проблемой, препятствующей широкому распространению озимого рапса в Крыму, является проблема получения его всходов. Осадков в это время (август-сентябрь) выпадает очень мало, температуры воздуха и почвы в этот еще высокие. Эти обстоятельства обуславливают необходимость выращивания озимого рапса на орошаемых землях. В случае решения этой проблемы, площади возделывания этой культуры в Крыму могут составлять 15-20 тыс. га. Целесообразность расширения посевов озимого рапса диктуется не только его урожайностью, но и высоким качеством его как предшественника под озимую пшеницу. 1.2. Геостатистика и элементы точных технологий в растениеводстве. Географическая информационная система – это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые представляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий. ГИС наиболее часто включает в себя такие цифровые карты, как содержание минеральных веществ в почве, типов и характеристик почв, карты уклонов (с цифровой моделью рельефа) и экспозиций склонов, погодных, климатических и гидрологических условий. ГИС в сельском хозяйстве – увеличение производства сельскохозяйственной продукции, оптимизация ее транспортировки и сбыта. Сельскохозяйственные предприятия используют ГИС для пространственного анализа и мониторинга тенденций продуктивности сельскохозяйственного производства. Одним из основных и перспективных направлений в сельском хозяйстве за рубежом является прецизионное земледелие. Используются самые разнородные данные (результаты отбора проб почвы с географической их привязной, обработки данных дистанционного зондирования, цифровые тематические карты). Оптимизировать принятие решений о локальном внесении удобрений и ядохимикатов в почву для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства. Уже существуют системы, обеспечивающие отображение в реальном режиме времени на дисплее перемещение транспорта или комбайна по полю и информирование оператора о необходимости увеличения или уменьшения расхода удобрений на том или ином участке поля. Крайне важной информацией являются цифровые карты за ряд последовательных таких факторов, как урожайность и тип посевов, тип механической и химической обработки почв, пространственное распределение заболевания культур и динамика распространения вредных насекомых. При наличии такой информации открываются неограниченные возможности анализа, прогноза и оптимизации деятельности сельскохозяйственных предприятий. Особенно важно применение ГИС в особенности технологий обработки данных дистанционного зондирования, для тематического дешифрирования территории. Это может стать основой для создания цифровой картографической основы и информационных систем агропромышленного комплекса. 2. Проектная расчетно-графическая часть 2.1. Почвенно-климатические и хозяйственные условия аграрного предприятия. Раздольненский район находится в северо-западной части Крыма. Почвенный покров в районе представлен темно-каштановыми слабо - и среднесолонцеватыми почвами. Для них характерна большая уплотненность. Мощность гумусового горизонта 30-35 см. Это позволяет проводить глубокую обработку до 30 см. Гумусовая толща простирается вглубь до 70 см. Содержание гумуса в этом слое колеблется в пределах 2,1-3,0%, что говорит о его среднем содержании. Сельскохозяйственные растения на таких почвах будут обеспечивать удовлетворительные урожаи при соответствующей агротехнике и климатических условиях. Почвы в некоторой степени подвержены ветровой эрозии. Запас продуктивной влаги (153 мм) в метровом слое почвы, объемная масса (1,1-1,3 г/см³) и реакция почвенного раствора (рН 6,8-7,8) вполне могут обеспечить дружное появление всходов в весенний период. Лугово-каштановые почвы находятся в северной части края. Они солонцеватые, и среди них имеются пятна солонцов. Водорастворимые соли в них находятся на глубине 60 – 150 см и ниже. Еще ниже до самого моря простираются приморские солонцы и злостные солончаки. На них и отчасти на сильно засоленных лугово-каштановых почвах сейчас простираются ровные рисовые чеки. Местами проходит постепенное рассолонение этих почв. Раздольненский район относится к зоне недостаточного увлажнения, годовая сумма осадков 339 мм, с колебаниями осадков по месяцам от 17 до 49 мм. Район расположен в степной зоне, в пределах Северо-Крымской низменности. Климат умеренно-теплый, с жарким засушливым летом и мягкой влажной зимой. Число часов солнечного сияния в год — свыше 2300. Летом, когда температура воздуха достигает иногда + 30ºС и более, наблюдается сильное испарение. Количество дней со скоростью ветра больше 15 м/с составляет 10 суток, с сильными ветрами в зимне-весенний период, когда и наблюдается развитие ветровой эрозии. Поэтому на таких почвах необходимо проводить комплекс агротехнических мероприятий по защите их от ветровой эрозии и снижению водной эрозии. Несмотря на некоторые отрицательные свойства почв Тарханкутской возвышенной равнины, продуктивность их при правильной агротехнике и внесении достаточного количества минеральных и органических удобрений может быть высокой, особенно в благоприятные по метеорологическим условиям, годы. Благодаря суглинистости, мелкозернистости и щебенчатости пород, в эти почвы хорошо проникают воздух и вода. На таких почвах при орошении рапс может давать довольно высокие и стабильные урожаи с хорошим качеством семян. 2.2. Пространственный анализ обеспеченности почвы поля доступными фосфатами.
Таблица 2.1 Координаты углов поля (вершин полигона) и базисной точки отсчета местных координат (замеры по GPS-приемнику).
Таблица 2.2 Координаты точек отбора почвенных проб для диагностики подвижных фосфатов (замеры по GPS-приемнику).
С целью удобства выполнения дальнейших расчетов глобальные координаты точек (широты и долготы) в градусах и минутах целесообразно выразить через десятичные дроби градусов: D = d + m / 60, где D – искомый результат в дробном выражении градусов; D – градусы исходной координаты; M – минуты исходной координаты. На следующем этапе необходимо глобальные угловые координаты преобразовать в местные метрические, выраженные в расстояниях от базисной точки по осям сторон света в метрах. Сначала мы находим отклонения в градусах по широте и долготе каждой из точек (координат углов поля и точек отбора проб) от заранее установленного базиса. Далее рассчитываем, сколько метров составляет один градус широты и один градус долготы. И в соответствии с этими масштабами приводим отклонения от базисной точки по широте в расстояния от нее в метрах в направлении на север, и по долготе – на восток. Таблица 2.3 Местные координаты в метрах
Таблица 2.4 Местные координаты для построения карты в сантиметрах (масштаб 1:30000)
Таблица 2.5 Результаты почвенной диагностики доступных фосфатов в пахотном слое, мг Р2О5 на 100 г почвы (по Мачигину).
По этим данным построим карту содержания фосфатов в пределах исследуемого поля (Приложение 1). В связи с тем, что площадь фигуры, заданной вершинами, существенно зависит от порядка, в котором они заданы, обязательно следует соблюдать порядок обхода ее вершин. Таблица 2.6 Расчет площади участка Н ( Р2О5 ≤ 1,0 мг/100 почвы).
Таблица 2.7 Расчет площади участка G ( 1,1 ≤ Р2О5 ≤ 1,5 мг/100 почвы).
Таблица 2.8 Расчет площади участка Е ( 1,5 ≤ Р2О5 ≤ 2,0 мг/100 почвы).
Таблица 2.9 Расчет площади участка F ( 2,1 ≤ Р2О5 ≤ 2,5 мг/100 почвы).
Таблица 2.10 Расчет площади участка I ( 2,6 ≤ Р2О5 ≤ 3,0 мг/100 почвы).
Таблица 2.11 Расчет площади участка J ( Р2О5 > 3,0 мг/100 почвы).
2.3. Расчет пространственно дифференцированных доз фосфорного удобрения. Расчеты площади выполняются в табличном процессоре OOO Calc с применением подключаемой функции определения площади полигона по координатам вершин Sqr_N. Таблица 2.12 Площадь участков с разной обеспеченностью фосфора.
Из таблицы видно, что чуть меньше половины площади участка (42,76%) имеет обеспеченность доступным фосфором на уровне 1,5-2,0 мг, что соответствует средней обеспеченности; 0,94% площади участка имеет обеспеченность на уровне ниже 1,0 – очень низкое содержание; 19,58% площади соответствует низкой обеспеченности; 8,58% площади имеет достаточную обеспеченность; 6,8% - высокую и 21,34% - очень высокую обеспеченность фосфором. Рис. 1. Обеспеченность почвы доступными фосфатами. 2.4. Точная технология применения фосфатных туков. Таблица 2.13 Расчет количества удобрений к внесению по д. в. и в туках на всю площадь поля
Для расчета данной таблицы площадь участков взята из таблицы 2.12, П-множитель мы берем из литературного источника. Для расчета запланирована урожайность 15 ц/г, лимитированная влагообеспеченностью. Б-норматив для рапса на семена равен 2,0. Находим расчетную дозу удобрения на данную урожайность при соответствующем П-множителе. Для этого используем формулу, предложенную кафедрой агрохимии Крымского агротехнологического университета: Х = (У*Б – Н*С)*П, Где Х – норма удобрений, кг действующего вещества (д. в.) на 1 га; У – планируемая урожайность культуры, ц/га; Б – норматив внесения удобрений на создание 1 ц планируемой урожайности культуры, кг д. в.; Н – норма навоза, внесенная под планируемую культуру, ее предшественник, или предпредшественник, т/га; С – поступление элементов питания для планируемой культуры из одной тонные навоза, а зависимости от места его внесения в севообороте, кг/год; П – множитель, зависящий от содержания в почве доступных форм фосфора и калия. Находим количество удобрения на 1 га и на всю площадь участка. Полученный результат переводим в туки удобрения. В качестве удобрения возьмем простой гранулированный суперфосфат (18% Р2О5). На всю площадь участка, при использовании данной технологии и учитывая разную необходимость во внесении фосфорного удобрения на разных делянках, необходимо примерно 2 759,5 кг простого суперфосфата. Участок поля имеет форму трапеции, а это вызывает затруднения с выбором движения агрегата. Площадь данного участка составляет 26,53 га (Приложение 2). Ширина CD равна 256,29 м, ВА - 260,35 м, длины ВС – 1010,22 м, а AD – 942,8 м. В сравнении с другими культурами озимый рапс особо требователен к режиму питания. При этом все фосфорно-калийные удобрения вносят под основную обработку почвы. Для разбрасывания фосфорных удобрений будем использовать машину для внесения удобрений МВД-900 в агрегате с трактором МТЗ-80, ширина захвата агрегата составит 20 метров. Для данного поля самым наилучшим выбором движения агрегата будет движение вдоль поля, что смягчает и уменьшает развороты. На участках, где содержание фосфора выше 2,6 мг/100 г почвы, вносить фосфорные удобрения не будем, так как это нецелесообразно и не даст экономического результата. 2.5. Ожидаемая эффективность точной технологии применения фосфорного удобрения. Таблица 2.14 Расчет потребности в удобрении при внесении одной нормой независимо от содержания доступного фосфора в почве.
Из данной таблицы видно, что при стандартном внесении удобрений одной нормой на всю площадь поля потребность в простом гранулированном суперфосфате составляет 3 687,7 кг, что в 1,3 раз больше, чем при внесении удобрений точными дозами. При внесении общей нормы удобрения перерасход простого суперфосфата составляет 928,2 кг. По ценам на осень 2009 год 1 тонна простого суперфосфата стоила 2 000 грн. Соответственно, экономия при использовании точного метода внесения удобрений составила 2 000 грн. * 0,9282 т = 1 856,40 грн. Заключение. Для получения высоких урожаев семян рапса необходима научно-обоснованная разработка всех элементов технологии его возделывания. Одним из важнейших элементов является система применения минеральных удобрений. Особо острым вопрос о нормах и дозах удобрений стал в последние годы, когда резко возросли закупочные цены на минеральные удобрения. Это поставило задачу перед научными исследователями выявлять тот последний «килограмм» минеральных удобрений, который дает экономически оправданную прибавку урожая. Точные технологии внесения удобрений при использовании GPS устройств навигации сельскохозяйственной техники дает экономически выгодные для производителя результаты. Эти технологии позволяют экономить средства благодаря точному внесению доз удобрения согласно картограмме обеспеченности почвы. Это исключает перерасход удобрений на участках с достаточным содержанием и позволяет скорректировать и выровнять урожайность на более бедных, относительно фосфора, участках поля. GPS система применяется не только с техникой для внесения удобрений, но и с зерноуборочной техникой, что в дальнейшем помогает более детально скорректировать дозы относительно урожайности. Список использованной литературы. 1. Агроклиматический справочник по Крымской области. – Л.: Гидрометеоиздат, 1959. – 136 с. 2. Кобец Н. Перспективы производства и переработки семян рапса в Украине. Сборник докладов IV Международной конференции "Масложировая промышленность-2005", 15-16 ноября 2005 г., г. Киев - с. 46-52. 3. Николаев Е. В., Изотов А. М., Тарасенко Б. А. Растениеводство Крыма / Под ред. Е. В.Николаева. – Симферополь: Фактор, 2006. – 352 с. 4. Почвы Крыма и повышение их плодородия. И. Я.Половицкий, П. Г.Гусев – Симферополь, Таврия, 1987. – 152 с.
Курсовая работа - Анализ неоднородности обеспеченности почвы подвижными фосфатами в точной технологии выращивания озимого рапса на маслосемена в Раздольненском районе АР Крым - 5.0 out of
5
based on
1 vote
|
Материалы по темам:Основи картографії |