4.2. Методы бонитировки почв

4.2.1. Бонитировка почв на основе информационно-логического метода

Во всех методиках бонитировки почв используются свойства почв, коррелирующие с урожайностью сельскохозяйственных культур. Для выполнения этого правила необходимы массовые статистические данные об урожайности сельскохозяйственных культур на конкретных почвах и показатели свойств почв с мест учета урожая. В связи с тем, что в статистической отчетности таких данных нет, то в большинстве применяемых в России методиках оценка плодородия почв и выбор оценочных свойств почв осуществляется интуитивно. При отсутствии данных о зависимости величин урожайности сельскохозяйственных культур от разных значений свойств почв роль оценочных свойств признавалась равноценной, и поэтому балл бонитета почвы рассчитывался как средняя величина из балльных оценок оценочных свойств.

На самом деле, влияние свойств почв на урожай неравноценное и не всегда прямолинейное. Это выявлено экспериментально во многих исследованиях. Поэтому наиболее объективной будет бонитировка почв, которая проводится на основе обработки массовых многолетних сопряженных данных урожайности сельскохозяйственных культур и свойств почв. Такую информацию можно получить организацией прямых учетов урожая на производственных посевах или в специально поставленных опытах. На основе такой информации В.В.Топтыгин и П.И.Крупкин обнаружили, что наиболее информационными для урожайности пшеницы являются следующие свойства: содержание в пахотном горизонте гумуса (Г) и физической глины (ФГ – частицы почвы менее 0,01 мм), рН, а также мощность гумусового горизонта (М). От этих свойств урожайность зерновых культур зависит в наибольшей степени, поэтому плодородие почв необходимо оценивать по этим показателям.

Кроме того, было установлено, что величина урожая зависит от указанных свойств в разной степени. Если расположить свойства в порядке убывания их влияния на величину урожайности, то они составят для черноземов, пойменных и луговых почв такой ряд: Г, М, рН, ФГ, а для дерново-подзолистых, серых лесных и дерново-карбонатных почв: Г, рН, ФГ, М. Поэтому баллы бонитета необходимо считать с учетом указанных особенностей зависимости урожайности с.-х. культур от свойств почв. Наилучшим образом эти зависимости, статистические по своей природе, описываются методом математической статистики. В исследованиях В.В.Топтыгина и П.И.Крупкина применен информационно-логический анализ, основанный на теории информации и многозначной логики. Получены следующие уравнения (математические модели урожайности):

(1) У=Г¤(М¤(ФГ¤рН)) – для черноземов, пойменных и луговых почв;

(2) У=Г¤(рН¤(ФГ¤М)) – для дерново-подзолистых, серых лесных и дерновых почв,

где У – расчетная урожайность или балл бонитета, ¤ – функция нелинейного логического произведения.

Подставляя в эти формулы вместо значений свойств почв соответствующие им баллы (табл. 1), полученные в свою очередь на основе вышеуказанной математической обработки, рассчитываем баллы бонитета почв. Например, необходимо рассчитать балл бонитета чернозема со следующими значениями оценочных свойств почв: Г=7%, М=40 см, ФГ=42%, рН=6,6.

В соответствии с данными таблицы 1, частные баллы оценки плодородия этих свойств следующие: Г=80, М=75, ФГ=98, рН=100.

Тогда балл бонитета вычисляется по формуле (1) как среднеарифметическое из слагаемых каждой скобки, начиная с последней и последовательно передвигаясь к началу формулы (расчет при наличии вложенных скобок): (100+98):2=99, (99+75):2=87, (87+80):2=83,5.

Таблица 1 – Оценочные шкалы свойств почв Красноярского края (Крупкин, Топтыгин, 1997)

Гумус		рНсол		Мощность		Физическая глина
%	балл	рН	балл	см	балл	%	балл
1,5	5	4,0	10	10	12	15	18
2,0	12	4,5	33	15	23	20	36
2,5	19	5,0	56	20	33	25	55
3,0	25	5,5	77	25	43	30	75
3,5	32	5,7	85	30	53	35	89
4,0	39	6,0	94	35	64	40	97
4,5	46	6,2	98	40	75	45	99
5,0	53	6,4	100	45	83	48	100
5,5	60	6,7	100	50	92	50	98
6,0	67	6,8	99	55	96	55	90
6,5	73	6,9	99	60	100	60	80
7,0	80	7,0	98	>60	100	65	65
7,5	87	7,2	94			70	45
8,0	92	7,5	85
8,5	98	8,0	67
9,0	100	8,5	43
>9,0	100

Окончательный результат округляется до целых чисел – 84 балла. При таком способе вычислений на конечный результат в большей степени будут влиять значения аргументов, стоящих ближе к началу формулы. Иначе говоря, учитывается различное влияние на плодородие разных свойств почв, а также их оптимальные значения и криволинейный характер зависимости уровня плодородия от значений оценочных свойств почв (сравните изменения баллов в зависимости от значений свойств почв в табл. 1).

Расчет балла для земельного участка, на котором несколько почв, производится по формуле средневзвешенного.

Для перевода в баллы тех значений свойств почв, которые не даны в табл. 1 рассчитывается цена деления диапазона бальной оценки искомого свойства. Например, необходимо оценить содержание гумуса 4,7%. Эта величина находится между 4,5 и 5,0%. Бальная оценка этого диапазона 53-46=7 баллов. Чтобы узнать бальную оценку 0,1% гумуса, делим 7 баллов на 0,5% гумуса. Тогда получаем, что 1,4 балла приходится на 0,1% гумуса. Отсюда бонитировочный балл содержания гумуса 4,7% равен 46 баллов (для 4,5% гумуса) плюс 1,4х2=2,8 балла (они приходятся на 0,2% гумуса), в сумме получаем 48,8 балла. Расчет цены деления бальной оценки свойств почв необходимо делать именно для определенного диапазона свойств в связи с неравномерностью шкал.

Таблица 2 – Оценка уровня плодородия почв

Балл бонитета	Оценка уровня плодородия почв
<30	Очень низкоплодородные
30-40	Низкоплодородные
41-60	Среднеплодородные
61-70	Плодородные
71-90	Высокоплодородные
91-100	Очень высокоплодородные

Бальная оценка почв дает относительную оценку уровня плодородия. Если в оценочной шкале свойств почв, обеспечивающие наилучшие условия для роста растений, принимались за 100 баллов, то бальная оценка свойств почв и в целом балл бонитета почв показывает уровень плодородия данной почвы в процентах от уровня плодородия самой плодородной почвы. Оценка уровня плодородия производится по данным таблицы 2.

Таблица 3 – Бонитировка почв хозяйства

Почва	S, га	Оценочные показатели								Балл по свойствам почвы
		Г		ФГ		рН		М
		%	Балл	%	Балл	Ед.	Балл	см	Балл
1
2
Средневзвешенный итоговый балл бонитета

Результаты бонитировки почв, выполненные по информационно-логическому методу, оформляются в виде таблицы 3.