Баланс питательных элементов. Пример расчета баланса питательных веществ

Баланс питательных веществ является обязательной составной частью системы удобрения. Расчет его проводится для определения возможного обогащения или истощения почвы теми или иными питательными веществами.

Приходными статьями баланса являются: внесение их с органическими и минеральными удобрениями, поступление питательных веществ за счет биологической аккумуляции, вызванной поглощением элементов питания из глубоких горизонтов, поступление азота за счет фиксации азота из воздуха и с атмосферными осадками.

Расходование питательных веществ из почвы определяется следующими статьями: выносом с урожаем, переходом соединений питательных веществ в труднорастворимое состояние, газообразными потерями азота и вымыванием растворимых соединений азота и калия из корнеобитаемого слоя, потерями в результате эрозии почв.

Таблица 12. Вынос основных элементов питания урожаем

Больше всего азота с урожаем выносит озимая пшеница. Больше всего фосфора с планируемым урожаем выносит озимая пшеница, это объясняется высокой урожайностью озимой пшеницы, а калия картофель так как это калиелюбивая культура. В среднем вынос небольшой т.к. планируемая урожайность большинства культур не велика.

Таблица 13. Примерный баланс питательных веществ в севообороте

• 1. Вынос питательных веществ берем из таблицы 12.
• 2. Поступление питательных веществ в почву, всего:

N=110,3 кг/га; Р 2 О 5 =183,5 кг/га; К 2 О=76,7 кг/га;

а) поступление с органическими удобрениями высчитываем слудующим образом:

N = 100/6 = 16,6 кг/га; Р 2 О 5 = 50/6 = 8,3 кг/га; К 2 О = 120/6 = 20 кг/га.

б) поступления с минеральными удобрениями берем из таблицы 8

N = 91,1 кг/га; Р 2 О 5 = 100,5 кг/га; К 2 О = 56,7 кг/га.

• в) Приход N2 в почву за счет азотфиксации (учет ведем на вика/овсе):
  • 64/4 = 16 кг/га;
  • 16/6 = 2,6 кг/га.
  • 3. Баланс питательных веществ :

N= 110,3 -103,75 = 6,6 кг/га;

Р 2 О 5 =183,5 - 38,8 = 144,7 кг/га;

К 2 О = 76,7 - 105,8 = - 29,1 кг/га.

4. % к выносу:

N = 6,6*100/103,75 = 6,4%;

Р 2 О 5 = 144*100/38,8 = 373%;

К 2 О = -29,1*100/105,8 = - 27,5%.

Почва севооборота близка к 5 классу по обеспеченности калия, к 3 классу по обеспеченности фосфором и 4 азотом. Баланс питательных веществ по азоту и калию отрицательный. Значит необходимо вносить повышенную дозу азотных и калийных удобрений, чтобы баланс питательных веществ стал положительным и выполнялся.

В интенсивном растениеводстве нужно обеспечивать бездефицитный баланс органического вещества в почве, является предпосылкой сохранения и повышения его естественного плодородия. Чтобы этого достичь, необходимо использовать все возможные источники поступления органического вещества в почву - навоз, мочевину, сидераты, различные компосты, птичий помет, солому, корневые и стерневые остатки, прудовой ил, озерный сапропель и тому подобное. Конечно, основным источником возврата органических веществ в почву является навоз и питательные и корневые остатки культур. В среднем 1 т подстилочного навоза дает около 30 кг гумуса.

Внесение органических и минеральных удобрений повышает качество гумуса, которая определяется соотношением гуминовых и фульвокислот. Если это соотношение больше единицы, гумус качественный, а тип гумусовых веществ гуматно-фульватно, если более двух - гуматный.

Гумусовые вещества должны быть клейкими и содержать кальций. Свежие гумусовые вещества, прежде всего гуматы кальция, обеспечивают водостойкость почвенной структуры.

Максимальные урожаи сельскохозяйственных культур получают, как правило, при внесении органических и минеральных удобрений, так как это способствует более эффективному использованию питательных веществ удобрений и почвы. Конечно, могут быть и исключения. Например, потребности в питательных веществах высеянной после донника белого пшеницы полностью удовлетворяются в этом случае можно обойтись практически без внесения минеральных удобрений.

Внесение полного минерального, органических и органо-минеральных удобрений обеспечивает прирост урожая практически всех культур. В то же время нет единого мнения о целесообразности внесения повышенных и даже обычных норм минеральных азотных удобрений под бобовые, в частности, под люцерну, эспарцет, клевер, горох, вику яровую, донник и др. Считается, что даже небольшие дозы азота (N 40-60 ) подавляют деятельность клубеньковых бактерий. Понятно и то, что высоких урожаев только за счет азотфиксации невозможно достичь. Так, в исследованиях М. Ю. Хомчака, А. И Зинченко, Μ. Т. Дзюгана в Уманской государственной аграрной академии, В. П. Малого в условиях западной Лесостепи урожайность люцерны при внесении только фосфорно-калийных удобрений была на 27-36% ниже по сравнению с ее урожайностью в вариантах, где вносили полное минеральное удобрение, в котором азота было до 120 кг / га.

В Лесостепи при внесении фосфорно-калийных удобрений (иногда и без них) урожаи люцерны составляли 300-320 ц / га, азотного - 420-480 ц / га, на орошаемых землях - соответственно 460-480 и 650-800 ц / га. По 750-800 ц / га зеленой массы люцерны собирали на орошаемых площадях в хозяйствах Шполянского района Черкасской области при внесении высоких норм азота (250-300 кг / га действующего вещества), внося его под каждый укос в виде аммиачной воды. В исследованиях А. И. Зинченко, М. Ю. Хомчака в госхозов "Бабанский" Уманского района при внесении весной по 150-160 кг / га азота урожайность люцерны достигала 440 ц / га только за первый укос.

Итак, азотные удобрения должны быть неотъемлемой составной технологий выращивания также зернобобовых и бобовых кормовых трав, за исключением полей, где перед посевом (например, люцерны) под зяблевую вспашку или под предшественник вносили достаточное количество органических удобрений.

При концентрации скота в хозяйстве более 100 условных голов и утилизации прошлогодней соломы производство навоза может быть доведено до 14-16 т / га. Вместе с другими источниками органических веществ это обеспечит повышение урожайности и непосредственно или низко дефицитный баланс питательных веществ в почве. В этих условиях внесения минеральных удобрений под все культуры севооборота будет вспомогательное значение.

ВВЕДЕНИЕ

Расширенное воспроизводство потенциального и эффективного плодородия почвы – это исходное условие для обеспечения непрерывного роста урожайности сельскохозяйственных культур, которое возможно при положительном балансе питательных элементов и органического вещества почвы в мелиоративном земледелии. В естественных биоценозах достигается замкнутый цикл биогенных элементов, а в искусственных агроценозах происходит разрыв этого цикла в связи с. отчуждением на получение урожая и значительными потерями элементов питания при эрозии, инфильтрации и улетучивании. Создание необходимых условий для рационального круговорота питательных веществ – важнейшая задача орошаемого земледелия. Положительно влиять на эффективное плодородие почвы, под которым понимается обеспеченность почвы доступными азотом и фосфором, а также обменным калием, получать планируемые урожаи орошаемых культур возможно при проведении балансовых расчетов, создавая при этом с помощью внесения расчетных доз удобрений оптимальный уровень содержания гумуса и подвижных форм питательных элементов в почве.

РАСЧЕТ БАЛАНСА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Баланс питательных веществ - это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной площади с учетом всех статей их поступления (внесение удобрений, природные источники, азотфиксация, другие) и расхода (вынос с урожаем, естественные потери на вымывание, смыв, улетучивание и так далее) в течение определенного промежутка времени. Нарушение баланса питательных веществ в земледелии может ухудшить химический состав почвы, природных вод, а, следовательно, и растений. Это в свою очередь может изменить качество, питательную ценность сельскохозяйственной продукции и кормов для животных и привести к функциональным заболеваниям человека и животных.

Поэтому важно правильно управлять круговоротом питательных веществ в земледелии, создавать их активный баланс применением органических и минеральных удобрений, предотвращать их потери в окружающую природную среду. Это одна из важнейших задач создания и применения ландшафтно-адаптивных систем мелиоративного земледелия.

Баланс азота

Особый интерес представляет баланс азота – основного носителя жизни, элемента, определяющего количество и качество урожая. Проблема азота в земледелии очень актуальна. Это объясняется тем, что азот – элемент весьма мобильный и в почве не накапливается. Поэтому с повышением содержания других биогенных элементов, плодородия почвы и ее окультуренности в целом, азот будет определять величину и качество урожая. При расчете баланса азота учитываются только основные приходные и расходные статьи, включающие поступление азота с минеральными, органическими удобрениями и биологической фиксацией клубеньковыми бактериями, вынос азота с урожаем основной и побочной продукции. Уравнение баланса азота:

где Б а – баланс доступного азота, кг/га; У Д мин – дозы внесения минеральных азотосодержащих удобрений в туках, кг/га; Д орг CА мин – содержание азота в минеральном удобрении (приложение 4), %; CА орг – содержание азота в органическом удобрении (приложение 5), %; В а – вынос азота с урожаем основной и побочной продукции (приложение 1), кг/т; АФ – биологическая фиксация азота клубеньковыми бактериями бобовых культур, кг/т, (принимается равной 10 кг/т сена бобовых трав, 0,5 кг/т зеленого корма злакобобовых травосмесей, 26 кг/т зерна сои).

Пример расчета баланса азота.

Решение: Содержание азота в навозе 0,45%, сульфоаммофосе 12%; вынос с урожаем 3,5 кг/т. Азотфиксация у кукурузы отсутствует (АФ =0 ).

Кг/га. Баланс дефицитный.

Баланс фосфора

Хотя живым организмам требуется примерно в 10 раз меньше фосфора, чем азота, тем не менее, это важнейший биогенный элемент. Фосфор не только источник питания для растений, но и носитель энергии, входящий в состав различных нуклеиновых кислот. Дефицит фосфора резко снижает продуктивность растений. Фосфор не имеет естественных источников пополнения запаса в почве. Восполнить его потребление на создание урожаев можно только внесением фосфорных и органических удобрений. В перспективе проблема фосфора как биогенного элемента в земледелии возникает в первую очередь. В атмосфере фосфор находится в основном в виде пыли в малом количестве. Его круговорот более прост, чем круговорот азота. В него в экосистемах вовлечены лишь почва, вода и растения. На доступность этого элемента растениям влияют многие факторы среды, поэтому проблема фосфора как биогенного элемента в земледелии возникает в первую очередь. Рассчитывается баланс фосфора по формуле:

где Б ф – баланс доступного фосфора, кг/га; У – урожайность возделываемой культуры, т/га; Д мин – дозы внесения минеральных фосфоросодержащих удобрений в туках, кг/га; Д орг – дозы внесения органических удобрений, т/га; CФ мин – содержание фосфора в минеральном удобрении (приложение 4), %; CФ орг – содержание фосфора в органическом удобрении (приложение 5), %; В ф

Пример расчета баланса фосфора. При возделывании силосной кукурузы быливнесены 30 тонн навоза КРС на соломенной подстилке и 150 килограмм сульфоаммофоса на гектар. В результате было получено 60 т/га силоса.

Решение: Содержание фосфора в навозе 0,23%, сульфоаммофосе 39%; вынос с урожаем 1,4 кг/т. кг/га. Баланс – положительный.

Баланс калия

Калий содержится в основном в минеральной тонкодисперстной части почвы. Недостаток его в почве резко угнетает рост и развитие растений. Находясь в них в форме катиона К + , он регулирует важные физиологические процессы, обеспечивая влагообмен в растительных клетках и поддерживая высокую активность цитоплазмы. Уравнение баланса калия имеет вид:

где Б к – баланс доступного калия, кг/га; У – урожайность возделываемой культуры, т/га; Д мин – дозы внесения минеральных калийсодержащих удобрений в туках, кг/га; Д орг – дозы внесения органических удобрений, т/га; CК мин – содержание калия в минеральном удобрении (приложение 4), %; CК орг – содержание калия в органическом удобрении (приложение 5), %; В к – вынос фосфора с урожаем основной и побочной продукции (приложение 1), кг/т.

Пример расчета баланса калия. При возделывании озимой пшеницы быливнесены 20 тонн навоза КРС на соломенной подстилке, 60 килограмм хлористого калия и 120 килограмм каpбоаммофоски на гектар. В результате было получено 4,0 т/га зерна.

Решение: Содержание калия в навозе 0,5%, хлористом калии 53%, карбоаммофоске 17%; вынос с урожаем 36 кг/т.

Кг/га. Баланс – бездефицитный.

РАСЧЕТ БАЛАНСА ГУМУСА

В почве одновременно происходит несколько разнонаправленных процессов, связанных с разложением (минерализацией), образованием (гумификацией) гумуса. Для направленного регулирования запасов гумуса в исследуемых почвах на основе полученной информации о содержании и запасах его в почвах изучаемого участка и данных об урожайности рассчитывается баланс гумуса. Уравнение баланса гумуса имеет вид:

где Б г – баланс гумуса, т/га; У – урожайность, т/га; В а – вынос азота на 1 т урожая, кг/т (приложение 1); П П и П К – поступление пожнивных и корневых остатков, соответственно, т/га; K ГР и K ГУ – коэффициенты гумификации растительных остатков и органических удобрений соответственно (приложение 3); Д орг – доза внесения органического удобрения, т/га; %ВЛ – влажность органического удобрения, % (приложение 5).

Поступление пожнивных и корневых остатков определяется с помощью регрессионных зависимостей их от урожайности сельскохозяйственной культуры (приложение 2).

Пример расчета баланса гумуса. При возделывании картофеля быловнесено 150 тонн навозной жижи КРС на гектар. В результате было получено 24 т/га клубней картофеля.

Решение: Поступление пожнивных остатков: П П = 0,04∙24+0,1=1,06 т/га. Поступление корневых остатков: П к = 0,08∙24+0,8 = 1,536 т/га. Коэффициент гумификации остатков 0,35, навоза КРС 0,35.

т/га.Баланс дефицитный.

Изменение содержания гумуса

Расчет исходных запасов гумуса в верхнем 30-сантиметровом слое ведется с учетом плотности сложения почвы по формуле:

, (5)

где ЗГ 0 – начальные запасы гумуса в верхнем 30-ти сантиметровом слое, т/га; ρ сл – плотность сложения почвы (приложение 6), г/см 3 ; СГ 0 – исходное содержание гумуса (приложение 6), %.

Прогнозное содержание гумуса (%) определяется по формуле:

, (6)

Полученное значение сравнивается с диапазоном фонового содержания гумуса (приложение 7). Кроме этого, определяется абсолютное и относительное изменение содержания гумуса:

, (7)

, (8)

В результате делается вывод о значимости изменений.

Пример оценки изменения содержания гумуса. В результате расчета баланса гумуса было определено, что запасы сократятся на 36 т/га. Почва орошаемого участка каштановая среднесуглинистая с исходным содержанием гумуса 2,2%. Определить изменение содержания и его значимость.

Плотность сложения верхнего слоя почвы 1,22 г/см 3 . т/га. %.

Это значение выходит за пределы диапазона колебаний 1,8-3,0 (приложение 8). Абсолютное и относительное изменения содержания также очень высокие: ; , что говорит о недопустимо дефицитном балансе органического вещества почвы.

Описание выполнения.

1. Запустите Microsoft Excel .

А » и «В А » в 2-3 раза.

3. В ячейку «А2 » введите слово «Культура», а в ячейки «А3 »- «А12 » названия культур севооборота из вашего варианта.

4. В ячейку «В2 » введите слово «Урожайность», а в ячейки «В3 »- «В12 » урожайности культур севооборота из вашего варианта.

5. В ячейку «D1 » введите слово «Вынос», в ячейки «C2 » – «азота»; «D2 » – «фосфора»; «E2 » – «калия».

6. В ячейку «F1 » введите слово «Потери», в ячейку «F2 » – «гумуса».

7. В ячейки «С3 »–«С12 » введите формулы для расчета выноса азота. Для этого, указав курсором на ячейку «С3 » введите в строке формул «=В3*(хх-yy)», где хх – значение выноса азота для данной культуры (приложение 1); yy – биологическая фиксация азота клубеньковыми бактериями бобовых культур, кг/т, (принимается равной 10 кг/т сена бобовых трав, 0,5 кг/т зеленого корма злакобобовых травосмесей, 26 кг/т зерна сои). Повторите операции для ячеек «С4 »–«С12 ».

8. Введите в ячейки «D3 »–«D12 » формулы для расчета выноса фосфора «=В3*хх», где хх – значение выноса фосфора для данной культуры (приложение 1), а в ячейки «Е3 »–«Е12 » аналогичные формулы для расчета выноса калия.

9. В ячейках «F3 »–«F12 » рассчитайте потери гумуса. Для этого, согласно приведенной ранее формуле, разделите вынос азота без учета биологическая фиксация азота клубеньковыми бактериями на 50. Формула в ячейке «F3 » будет иметь вид: «=В3*хх/50», где хх – значение выноса азота для данной культуры (приложение 1).

10. В ячейку «H1 » введите слово «Остатки», в ячейки «G2 » – «пожнивные»; «H2 » – «корневые»; «I2 » – «сумма».

11. В ячейках «G3 »–«G12 » рассчитайте поступление пожнивных остатков. Для этого введите в них формулы регрессионных зависимостей массы пожнивных остатков от урожайности культуры (приложение 2), заменяя «х» на ссылку на соответствующую ячейку из столбца урожайностей (ячейки «B3 »–«B12 »).

12. Аналогично рассчитайте в ячейках «H3 »–«H12 » поступление корневых остатков.

13. Просуммируйте в ячейках «I3»–«I12 » пожнивные и корневые остатки (=G3+H3 ).

14. В ячейку «J2 » введите «Кг», а ячейки «J3»–«J12 » значения коэффициентов гумификации растительных остатков из приложения 3.

15. В ячейку «K1 » введите слово «Поступление», в ячейку «K2 » – «гумуса».

16. В ячейках «К3 »–«К12 » рассчитайте поступление гумуса, умножая коэффициент гумификации на сумму растительных остатков (столбцы G и К ).

17. В ячейку «L2 » введите «Бг», а в ячейки «L3»–«L12 » балансы гумуса (=K3-F3 ).

18. В ячейке «С13 » подсчитайте суммарный вынос азота за всю ротацию. Для этого, укажите курсором на эту ячейку, нажмите кнопку «Вставка функции» (), и выберите из списка функций «СУММ». В открывшемся окне «Аргументы функции» укажите значок ввода диапазона ячеек для суммирования () и обведите курсором ячейки «С3 »–«С12 ». Нажмите для подтверждения «Enter», а затем «ОК».

19. Распространив полученную формулу на ячейки «D13 » и «E13 » Вы получите суммарный вынос фосфора и калия.

20. Для расчета баланса гумуса без участия удобрений, повторите операции из пункта 18 для ячейки «L13 » и диапазона «L2-L12 ».

21. Введите в ячейку «А16 » «Удобрение», в ячейку «В16 » «Доза», в ячейку «D15 » «Содержание»; в ячейки «С16 », «D16 », «Е16 », «F16 » - «Азота», «Фосфора», «Калия», «воды».

22. В ячейки «А17-А22 » введите названия внесенных удобрений (сначала органических, затем минеральных).

23. В ячейки «В17-В22 » введите дозы внесенных удобрений, для органических в тоннах на гектар, минеральных – килограммах на гектар.

24. В ячейки «С17-С22 » введите содержание азота в удобрениях, «D17-D22 » - фосфора, «Е17-Е22 » - калия, «F17-F22 » - воды (приложения 4, 5).

25. Введите в ячейку «H15 » «Поступление», а в ячейки «G16 », «H16 », «I16 » скопируйте содержимое ячеек «С16 », «D16 », «Е16 ».

26. Рассчитайте поступление питательных веществ с органическими удобрениями. Для этого в ячейку «G17 » введите формулу «=$B17*C17*10». Знак «$» означает, что при распространении формулы столбец «В» в ней не изменится, а коэффициент 10 получился при делении 1000 (килограммов в тонне) на 100 (процентов).

27. Распространите формулу на строки с органическими удобрениями и столбцы «D » и «Е ».

28. Рассчитайте поступление питательных веществ с минеральными удобрениями. Для этого в ячейку на пересечении первой строки с минеральными удобрениями и столбца «G» введите формулу «=$B19*C19/100».

29. Распространите формулу на строки с минеральными удобрениями и столбцы «D » и «Е ».

30. Просуммируйте поступление азота, фосфора и калия в ячейках «G23 », «H23 », «I23 » (аналогично п. 18).

31. Введите в ячейку «J16 » «органики», в ячейку «К16 » «гумуса».

32. Введите в ячейку «J17 » формулу для расчета поступления в почву свежего органического вещества: «=B17*(1-F17/100)». Распространите ее на все строки с органическими удобрениями.

33. Введите в ячейку «К17 » формулу для расчета поступления в почву гумуса: «=J17*0,35» (0,35 – коэффициент гумификации растительных остатков из приложения 3). Распространите формулу на все строки с органическими удобрениями.

34. Просуммируйте в ячейке «К23 » поступление в почву гумуса аналогично пунктам 18 и 30.

35. Введите в ячейки «А24-А28 » слова «Баланс», «гумуса», «азота», «фосфора», «калия».

36. В ячейке «А25 » подсчитайте баланс гумуса («=L13+K23»); в ячейках «А26-А28 » балансы азота, фосфора и калия с помощью формул «=G23-C13», «=H23-D13» и «=I23-E13» соответственно.

37. Сохраните книгу (файл) Microsoft Excel с именем, которое вам укажет преподаватель. Выключите Microsoft Excel.

Описание выполнения.

1. Запустите Microsoft Excel .

2. Откройте файл (книгу Microsoft Excel ), созданный при выполнении Упражнения 1.

3. Скопируйте результаты расчета баланса на другой лист книги.

4. Для этого обведите ячейки «А24-В28 »; скопируйте их содержимое в буфер обмена (например, нажав «Ctrl+C »); перейдите на нужный лист (список листов внизу таблицы); выберите в главном меню «Правка » – «Специальная вставка », и, в открывшемся окне специальной вставки отметьте указатель значения.

5. Введите в ячейку «С1 » «Исходные запасы», в ячейку «D1 » «Конечные запасы».

6. Введите в ячейку «С2 » формулу для расчета исходных запасов гумуса «=30*хх*yy», где хх – плотность сложения почвы (приложение 6), г/см 3 ; yy – исходное содержание гумуса (приложение 6), %.

7. В ячейку «D2 » введите формулу для расчета конечных (прогнозируемых) запасов гумуса «=В2+С2».

8. Введите в ячейку «Е1 » «Прогноз содержания», а в ячейку «Е2 » формулу для расчета содержания гумуса в %: «=D2/30/хх», где хх – плотность сложения почвы (приложение 6), г/см 3 .

9. Введите в ячейки «F1 » и «G1 » «Абсолютное изменение» и «Относительное изменение»

10. В ячейку «F2 » введите формулу для расчета абсолютного изменения содержания гумуса «=C2-D2».

11. В ячейку «G2 » введите формулу для расчета относительного изменения содержания гумуса «=F2/C2*100».

12. Введите в ячейки «С4 » и «С5 » формулы для расчета исходных запасов доступного фосфора и обменного калия в верхнем 30-сантиметровом слое «30*хх*yy1» и «30*хх*yy2», где хх – плотность сложения почвы (приложение 6), г/см 3 ; yy1 и yy2 – исходное содержание доступного фосфора и обменного калия, мг на 100 г почвы (приложение 6).

13. Введите в ячейки «D4 » и «D5 » формулы для расчета прогнозируемых запасов доступного фосфора и обменного калия «=С4+В4» и «=С5+В5».

14. В ячейки «Е4 » и «Е5 » введите формулы для расчета прогнозируемого содержания фосфора и калия «=D4/30/хх» и «=D5/30/хх», где хх – плотность сложения почвы (приложение 6), г/см 3 .

15. В ячейках «G4 » и «G5 » рассчитайте относительное изменение содержания доступного фосфора и калия (формулы «(yy1-Е4)/yy1*100» и «(yy2-Е5)/yy2*100», где исходное содержание доступного фосфора и обменного калия, мг на 100 г почвы).

Описание выполнения.

1. Запустите Microsoft Excel .

2. Указав курсором мыши на границу между столбцами «А » и «В » в строке с названиями столбцов, нажмите левую кнопку мыши и раздвиньте столбец «А » в 2 раза. Повторите операцию для столбца «В ».

3. В ячейку «В2 » введите слово «Содержание», а в ячейки «А3 », «А5 », «А6 », «А7 »–«гумуса», «азота», «фосфора» и «калия».

4. В ячейку «В3 » введите содержание гумуса, в ячейку «В6 » фосфора, а в ячейку «В7 » калия из вашего варианта.

5. В ячейку «С3 » введите «Доля покрытия =», а в ячейку «D3 » значение доли покрытия потребности в азоте с помощью органических удобрений из приложения 11.

6. В ячейку «С4 » введите «Xmin», в ячейку «D4 » – «Xmax», в ячейку «E4 » – «Kmin», в ячейку «F4 » – «Kmax», в ячейку «G4 » – «K».

7. Введите в ячейки «С6 » и «С7 » нижние границы интервалов, в которые попадают значения содержания фосфора и калия (приложение 8).

8. Введите в ячейки «D6 » и «D7 » верхние границы интервалов, в которые попадают значения содержания фосфора и калия (приложение 8).

9. Введите в ячейки «E6 » и «E7 » наименьшие значения ротационных коэффициентов баланса для интервалов, в которые попадают значения содержания фосфора и калия (приложение 9).

10. Введите в ячейки «F6 » и «F7 » наибольшие значения ротационных коэффициентов баланса для интервалов, в которые попадают значения содержания фосфора и калия (приложение 9).

11. Введите в ячейку «G5 » значение ротационного коэффициента баланса для азота (1).

12. В ячейки «G6 » и «G7 » введите формулы для расчета ротационных коэффициента баланса для фосфора и калия (формула 18).

13. В ячейку «G5 » введите ротационный коэффициент баланса для азота – 1.

14. В ячейки «А9 » и «В9 » введите слова «Культура» и «Урожайность».

15. В ячейки «А10 » – «А13 » введите названия культур из вашего варианта задания; в ячейки «В10 » – «В13 » – их урожайности.

16. Введите в ячейки «С9 », «D9 », «E9 » и «F9 » обозначения «АФ», «ВА», «ВФ» и «ВК» (азотфиксация, вынос азота, вынос фосфора, вынос калия).

17. В ячейки «С10 » – «F13 » введите значения азотфиксации (примечание к формуле 1) и выноса элементов питания для всех культур (приложение 1).

18. Введите в ячейку «А15 » слово «Удобрения», а в ячейки «В15 », «С15 » и «D15 » обозначения «Са», «Сф» и «Ск» (содержание азота, фосфора, калия).

19. В ячейки «А16 » – «А19 » введите названия удобрений из вашего варианта задания; в ячейки «В16 » – «D19 » – содержание в них элементов питания (приложения 4 и 5).

20. Скопируйте «D9 », «E9 » и «F9 » в ячейки «G9 », «H9 », «I9 ».

21. В ячейках «G10 » – «G13 » рассчитайте вынос азота с урожаем сельскохозяйственной культуры (формула для строки 10: «=B10*(D10-C10)»).

22. В ячейках «H10 » – «H13 » и «I10 » – «I13 » рассчитайте выносы фосфора и калия с урожаем (формула для фосфора и строки 10: «=B10*E10»; калия и строки 10: «=B10*F10»).

23. Введите в ячейки «J9 », «K9 », «L9 » обозначения «Доа», «Доф» и «Док» (общие дозы удобрений по каждому основному элементу питания в килограммах действующего вещества).

24. В ячейках «J10 » – «L13 » рассчитайте общие дозы удобрений по каждому основному элементу питания (например, для «J10 » – «=G10*$G$5»).

25. В ячейку «М9 » введите обозначение «Дорга» (доза органического азота), а в ячейках «М10 » – «М13 » рассчитайте эту дозу по формуле 19.

26. В ячейку «N9 » введите обозначение «Дорг» (доза органического удобрения), а в ячейках «N10 » – «N13 » рассчитайте эту дозу по формуле 20.

27. В ячейку «O9 » введите обозначение «Дорго» (доза органического удобрения округленная), а в ячейки «О10 » – «О13 » – дозы внесения органики под каждую культуру, округленную до 5 т/га.

28. Введите в ячейки «P9 », «Q9 », «R9 » обозначения «Дорга», «Доргф» и «Доргк» (килограммы действующего вещества по каждому основному элементу питания, содержащиеся в органическом удобрении).

29. Рассчитайте дозы элементов питания в органическом удобрении. Для этого введите в ячейку «P10 » формулу «=10*$O10*B$16», а затем распространите ее на ячейки «Р10 » – «R13 ».

30. Введите в ячейки «S9 », «T9 », «U9 » обозначения «Дма», «Дмф» и «Дмк» (килограммы действующего вещества по каждому основному элементу питания, которые надо внести с минеральным удобрением).

31. В ячейках «S10 » – «U13 » определите эти дозы как разность между общей потребностью в элементе питания и его содержанием в органическом удобрении. Для этого введите в ячейку «S10 » формулу =J10-P10», а затем распространите ее на ячейки «S10 » – «U13 ».

32. Введите в ячейки «V9 », «W9 », «X9 » обозначения «МА», «МФ» И «МК» (дозы азотного, фосфорного и калийного минеральных удобрений в натуральных туках, кг).

33. В ячейках «V10 » – «X13 » определите эти дозы с помощью формул: для азотного удобрения – «=S10*100/B$17»; фосфорного – «=T10*100/C$18»; калийного – «=U10*100/D$19».

34. Пометьте ячейки «V10 » – «X14 » и округлите их до целых чисел (пункты меню «Формат»–«Ячейки»–«Число»). В открывшемся окне выберите формат «Числовой» и укажите число десятичных знаков – 0.

35. В ячейках «О14 », «V14 », «W14 », «X14 » с помощью функции «СУММ» подсчитайте суммарные дозы внесения удобрений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кравчук А.В., Муравлев А.П., Прокопец Р.В., Донгузов Г.С. Основы рационального природопользования: методические указания и материалы к лабораторно-практическим занятиям. – Саратов: Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, 2004. – 47 с.

2. Кравчук А.В., Шаврин Д.И., Прокопец Р.В. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Природопользование» – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова», 2013. – 20 с.

3. Леонтьев С.А., Чумакова Л.Н., Прокопец Р.В., Аржанухина Е.В., Никишанов А.Н. Природно-техногенные комплексы природообустройства: методические указания к выполнению курсового проекта – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова», 2012. – 40 с.

4. Прокопец Р.В. Влияние ирригационной эрозии на потери элементов питания в почве // Проблемы научного обеспечения сельскохозяйственного производства и образования: сб. науч. работ – под общей редакцией А.В. Кравчука. – Саратов, 2008. – С. 183-188.

5. Прокопец Р.В. Вынос питательных веществ с поверхностным стоком на темно-каштановых почвах при орошении козлятника восточного // Вавиловские чтения 2006: Материалы конференции, посвященной 119-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова», 2006. – С. 72-73.

6. Прокопец Р.В. Вынос питательных веществ с твердым стоком на темно-каштановых почвах при орошении козлятника восточного // Системные исследования природно-техногенных комплексов Нижнего Поволжья: сб. науч. работ. – Саратов, 2007.– С. 124-127.

7. Прокопец Р.В., Аржанухина Е.В., Шаврин Д.И., Завадский И.С. Планирование природоохранных мероприятий: методические указания к выполнению расчетно-графических работ – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова», 2012. – 29 с.

8. Прокопец Р.В., Чумакова Л.Н., Аржанухина Е.В., Шаврин Д.И., Завадский И.С. Управление мелиоративными водохозяйственными системами с помощью компьютерных технологий: методические указания к выполнению лабораторных работ. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова», 2012. – 26 с.

9. Пронько В.В., Корсак В.В., Дружкин А.Ф. Влияние погодных условий и агротехнических приемов на эффективность удобрений в степном Поволжье // Агрохимия, 2004, № 8, С. 20-26.

10. Пронько Н.А., Корсак В.В. Метод расчета доз органических и минеральных удобрений для культур орошаемых севооборотов по прогнозному ротационному балансу элементов питания // Агрохимия, 2001, № 7, С. 66-71.

11. Пронько Н.А., Корсак В.В., Корнева Т.В. Особенности дегумификации орошаемых темно-каштановых почв Саратовского Заволжья // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. – 2009. – № 10. – С. 42-46.

12. Пронько Н.А., Корсак В.В., Прокопец Р.В., Корнева Т.В., Романова Л.Г. Расчет балансов гумуса и элементов питания растений в мелиоративном земледелии с применением информационных технологий / Методические указания к выполнению курсовой и лабораторно-практических работ.– Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2010, 39 с.

13. Пронько Н.А., Корсак В.В., Фалькович А.С. Орошение в Поволжье: не повторять ошибок. – Мелиорация и водное хозяйство, 2014, №4, С. 16-19.

14. Пронько Н.А., Фалькович А.С., Романова Л.Г Изменение плодородия орошаемых каштановых почв Поволжья в процессе длительного использования и научные основы его регулирования.– Саратов: СГАУ, 2005, 220 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

6.Плотность почвы, содержание гумуса и доступных элементов питания в верхнем 30-сантиметровом слое

Варианты исходных данных для расчета баланса и изменения содержания гумуса и элементов питания

Баланс элементов питания за ротацию севооборота является важной составной частью системы удобрения.

Он характеризует степень соответствия приходных и расходных статей элементов питания за определенное время. Баланс может быть планируемым (предлагаемым в проекте системы удобрения) и реальным, сложившимся за ротацию севооборота.

В сельскохозяйственной практике составляют три вида (уровня) баланса: в севообороте, внутрихозяйственный и внешнехозяйственный (для региона, страны).

Анализ системы удобрения в хозяйстве проводят путем составления полного или упрощенного баланса элементов питания. В упрощенном балансе проводят сопоставление количества элементов питания вносимых с органическими и минеральными удобрениями с хозяйственным выносом питательных веществ (выносом основной и побочной продукцией). Полный баланс основан на более детальном учёте приходных и расходных статей. Приходная часть включает поступление элементов питания с удобрениями, семенами, осадками, поступление азота за счет симбиотической и несимбиотической фиксации. К расходным статьям относят отчуждение элементов питания с урожаем, потери в результате вымывания, денитрификации и эрозии. Баланс выражается в кг/га или в % (интенсивность баланса).

Баланс элементов питания позволяет контролировать приходные и расходные статьи, прогнозировать и планировать изменение агрохимических показателей плодородия почвы.

Баланс азота, фосфора и калия . Достоверный баланс элементов питания в хозяйстве или севообороте может быть составлен лишь при строгом количественном учете приходных и расходных его статей. В большинстве хозяйств контролируется в основном внесение в почву минеральных и органических удобрений. Остальные статьи баланса определяют по средневзвешенным показателям, которые могут существенно отличаться от действительных.

Таким образом, в связи со значительными колебаниями показателей приходных и расходных статей полного хозяйственного баланса при его составлении приходится пользоваться усредненными нормативными показателями. Например, приход азота за счет азотфиксация свободно живущими микроорганизмами колеблется в пределах 4-9 кг/га, симбиотической фиксации азота зернобобовыми культурами — 4090 кг/га, с осадками 3-12 кг/га. Широкие колебания характерны также для потерь азота в результате денитрификации (около 15-30% от внесённого с удобрениями), вымывание нитратов (5-15 кг/га), эрозии почвы (5-25 кг/га) и др.

Потери калия и фосфора происходят лишь на легких песчаных почвах в зоне достаточного увлажнения и на почвах подверженных эрозии.

Следует отметить, что при составлении полного баланса элементов питания в севообороте и хозяйстве расходные статьи (денитрификация, вымывание) значительной мере компенсируются приходными статьями (приход с осадками, за счет азотфиксации), поэтому для оценки направленности изменения плодородия вполне достаточно пользоваться упрощенным балансом питательных веществ.

Для оценки состояния баланса используют следующие показатели:

1. Структура баланса — характеризует долевое участие (%) отдельных приходных и расходных статей элементов питания в балансе;
2. Емкость баланса определяется суммарным количеством элементов питания приходной и расходной части баланса.
3. Коэффициент возврата (возмещения) выноса (КВВ) — отношение прихода элементов питания к их расходу. Ели оно больше 1, то баланс положительный количественно настолько, насколько КВВ больше 1,0; при КВВ = 1,0 — баланс нулевой, а при КВВ меньше 1,0 — баланс соответственно отрицательный.
4. Интенсивность баланса — отношение прихода элементов питания к их расходу выраженное в %, в процентах. Например, если приход фосфора (Р 2 О 5) составляет 60 кг/га, а расход (вынос урожаем и другие расходные статьи) 50 кг/га, то интенсивность баланса составляет (60:50·100) = 120%.
5. Балансовый коэффициент (коэффициент выноса) — отношение выноса (кг/га) элементов питания растениями к их внесению (кг/га) с удобрениями, выраженное в %. Так, если вынос азота урожаем составляет 90 кг/га, а внесено 60 кг/га, то коэффициент выноса равен 150.

Баланс элементов питания — это разница (кг/га, г/м 2) или отношение, выраженное в долях от единицы или в процентах, всех приходных и расходных статей элементов в агроценозе за определенный промежуток времен.

Баланс может быть положительный (обозначается знаком «+»), если приход элементов питания больше расхода на определенную величину (кг/га, г/м 2); отрицательный или дефицитный (обозначается знаком «-»), если приход элементов меньше, чем их расход; нулевой (бездефицитный, уравновешенный, со знаком «0»), если приход питательных веществ равен расходу.

Балансовый коэффициент (Б к) использования элементов питания из удобрений — отношение расхода элементов, к их приходу, выраженное в долях или в процентах. Если балансовый коэффициент менее 1,0 (100), то баланс элементов питания в агроценозе будет положительный, при значениях Бк более 1,0 (100%) — баланс отрицательный.

Содержание гумуса в почве находится в постоянном динамическом равновесии. Несмотря на относительно высокую устойчивость гумуса к микробиологическому разложению (его возраст составляет 500 — 5000 лет) в почве постоянно происходят процессы его минерализации и новообразования. Поэтому гумусовое состояние почв зависит от того, какой из этих процессов преобладает — минерализация или гумификация.

Количество гумуса является одним из важнейших показателей почвенного плодородия. Его запасы в значительной степени определяют агрохимические, агрофизические и биологические свойства почвы. Богатые гумусом почвы отличаются высокой буферностью в отношении многих факторов — пищевого, водного, температурного и воздушного режимов. В таких почвах снижаются потери элементов питания от вымывания, повышается скорость разложения пестицидов, уменьшаются затраты растений, особенно корне — и клубнеплодных, на механическую работу их корневой системы на деформацию и смещение почвенных агрегатов во время роста, значительно снижаются энергетические затраты на обработку почвы. Содержание гумуса зависит от почвенно-климатических условий, структуры посевных площадей, интенсивности обработки почвы, количества применяемых удобрений и мелиорантов. При длительном использовании почв в качестве пашни гумус непрерывно минерализуется, а элементы питания отчуждаются с урожаем или в результате непроизводительных потерь. Наибольшие потери гумуса вследствие его минерализации и эрозионных процессов происходят в парующей почве и под пропашными культурами по сравнению с многолетними травами и зерновыми культурами.

Закон возврата веществ, в почву, который впервые был сформулирован в 1840 г. автором теории минерального питания растений Ю. Либихом является одним из ключевых, основополагающих законов в земледелии. Сущность закона в следующем: для сохранения плодородия почвы, все элементы питания, которые отчуждаются из почвы растениями или в ходе каких-либо других процессов необходимо возвратить.

Закон равнозначности, незаменимости факторов роста и развития растений. Определение состояния баланса элементов питания в севообороте, позволяет контролировать направленность и интенсивность изменения содержания элементов питания в почве отдельных полей и севооборота в целом, прогнозировать экологическое состояние агроландшафтов и прилежащей территории, регламентировать количество и состав применяемых удобрений;

Расчет баланса для конкретных полей проводят на основе реальных данных о приходе и расходе элементов питания. При отсутствии результатов отдельных статей баланса, пользуются усредненными справочными данными или рекомендациями, разработанными региональными научными учреждениями. Поэтому баланса элементов питания при использовании для расчета усредненных данных является примерным.

Система почва-растение-удобрения обладает большой динамичностью, поэтому прогнозировать характер взаимодействия этих трех основных компонентов системы, представленный Д. Н. Прянишниковым в виде треугольника, довольно сложно из-за непредсказуемости погодных условий, распространения болезней и вредителей.

Питание должно быть организовано таким образом, чтобы оно обеспечивало гармоническое развитие и слаженную деятельность организма. Для этого пищевой рацион должен быть по количеству и качеству сбалансирован с потребностями человека соответственно его профессии, возрасту, полу. Физиологические потребности организма зависят от множества условий. Большинство этих условий постоянно меняется, так что точно сбалансировать питание на каждый момент жизни практически невозможно. Но организм обладает специальными регуляторными механизмами, позволяющими использовать из принятой пищи и усваивать необходимые питательные вещества в таком количестве, которое ему требуется в данный момент. Однако регуляторные приспособительные способности организма имеют определенные пределы: они ограничены в детском и пожилом возрасте. Кроме того, многие пищевые вещества, напр, некоторые витамины, незаменимые аминокислоты, человеческий организм не в состоянии образовать в процессе обмена, они должны поступать с пищей, иначе возникают болезни, связанные с неполноценным питанием.

Свойства пищевых веществ и потребность в них организма
С пищей организм получает необходимые для жизнедеятельности белки, жиры, углеводы, а также биологически активные вещества - витамины и минералы, соли. Количество энергии, выделяемой при усвоении организмом того или иного пищевого продукта, называется калорийностью этого продукта. Потребность в различных пищевых веществах и энергии зависит от пола, возраста и характера трудовой деятельности. Для правильного составления рациона питания с учетом характера трудовой деятельности специалисты в области гигиены питания подразделяют все взрослое население на 4 группы. К первой группе относятся лица, работа которых не связана с затратой физического труда или требует незначительных физических усилий: работники умственного труда, работники пультов управления, диспетчеры и другие, работа которых связана с определенным нервным напряжением, все служащие. Ко второй группе относятся работники механизированных производств и работники сферы обслуживания, труд которых не требует большого физич. напряжения: медсестры, санитарки, продавцы, проводники, кондукторы, работники радиоэлектронной промышленности, связисты, телеграфисты, швейники, работники, занятые на автоматизированных процессах и т. п. К третьей - работники производств с частично механизированным процессом труда и работники сферы обслуживания, труд которых связан со значительным физическим напряжением: станочники, текстильщики, обувщики, водители поездов метро, автобусов, трамваев, троллейбусов, почтальоны, работники прачечных и предприятий общественного питания (кроме административно-управленческого аппарата), агрономы и бригадиры тракторных и полеводческих бригад и т. п. К четвертой - работники полумеханизированных или немеханизированных производств средней и большой тяжести труда: горнорабочие, шахтеры, водители грузовых автомобилей, металлурги, кузнецы, основная масса сельскохозяйственных рабочих и механизаторов, рабочие, занятые на лесозаготовках и т. п. Лица, труд которых связан с большим нервным напряжением (работники пультов управления, диспетчеры и т. п.) по потребности в энергии и белках приравниваются к I группе интенсивности труда, а по потребности в витаминах - к III. Кроме того, для некоторых контингентов населения установлены специальные нормативы. Так, потребность в калориях мужчин, занятых особо тяжелым ручным трудом (землекопы, грузчики, лесорубы и т. п.), составляет 4500 ккал, студентов - 3300 ккал, студенток - 2800 ккал.

Правильное составление индивидуального рациона питания возможно лишь при знании химического состава пищевых продуктов.

Белки
Белки представляют собой важнейшую составную часть пищи. Недостаточность белков в питания является одной из причин повышенной восприимчивости организма к инфекционным заболеваниям. При недостаточном количестве белков снижается кроветворение, задерживается развитие растущего организма, нарушается деятельность нервной системы, печени и других органов, замедляется восстановление клеток после тяжелых заболеваний. Избыток белков в рационе также может принести вред организму.

В принятых в СССР нормах питания рекомендовано, чтобы в пищевом рационе за счет белка было обеспечено в среднем 14% общей калорийности . Растительные продукты - злаки, бобовые, картофель - представляют собой ценный и важный источник обеспечения организма белками. Однако необходимо, чтобы в дневном рационе растительные белки составляли не более 40% .

Важное значение в питания имеют азотистые экстрактивные вещества, содержащиеся в мясе, рыбе и грибах. Мясные и рыбные бульоны, грибные отвары, благодаря присутствию в них экстрактивных веществ, способствуют улучшению пищеварения, вызывая повышенное выделение пищеварительных соков. Вместе с тем азотистые экстрактивные вещества в связи с содержанием в них так наз. пуриновых оснований требуют усиленной работы печени.

Углеводы
Свыше половины энергии, необходимой для нормальной жизнедеятельности, организм человека получает с углеводами. Они содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения. Большое количество углеводов в виде крахмала содержится в хлебе, крупах, картофеле, а в виде сахаров - в сахаре, кондитерских изделиях, сладких сортах плодов и ягод. Углеводы имеют исключительно важное значение для деятельности мышц, нервной системы, сердца, печени и других органов.

Углеводы играют определенную роль в процессах обмена веществ. Они необходимы для нормального усвоения организмом жиров. Но избыточное поступление сахара в сочетании с общим высококалорийным питанием может привести к ожирению, раннему развитию атеросклероза и снижению работоспособности. Особенно неблагоприятно избыточное поступление сахара для люден пожилого возраста, у которых избыток сахара может способствовать прогрессированию атеро-склеротического процесса. Кроме названных отрицательных последствий, избыточное поступление сахара может привести к возникновению гипергликемии (повышенное содержание сахара в крови), которая отрицательно сказывается на функции поджелудочной железы.

В нормальном пищевом рационе углеводов должно быть приблизительно в 4 раза больше, чем белков. Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше объем мышечной работы, тем выше потребность в углеводах. Пожилым людям, а также лицам, занимающимся умственным трудом и имеющим избыточный вес, рекомендуется, чтобы количество ежедневно поступающего в организм сахара не превышало 15% от общего суточного количества углеводов .

Нормирование углеводов может производиться соответственно калорийной ценности суточного пищевого рациона. При этом на каждую 1000 ккал предусматривается 124 г углеводов. Сахар в чистом виде (в варенье, меде, конфетах и кондитерских изделиях), быстро всасываясь в кишечнике, вызывает у некоторых людей ряд неприятных ощущений: усиленное потоотделение, тошноту, сменяющиеся вялостью, слабость, вплоть до полуобморочного состояния в т. д. Эти явления объясняются тем, что количество сахара в крови быстро и резко увеличивается, а затем сильно падает, в результате чего возбуждается нервная система. Поэтому не следует употреблять в сутки более 100 г сахара и сахаристых, в том числе и кондитерских, изделий.

Два раза в день по блюду из круп, макарон или бобовых, блюдо и гарнир из картофеля или овощей, 400-500 г хлеба и около 90-100 г сахара и сладостей вполне обеспечивают суточную потребность в углеводах взрослого человека.

В растительных продуктах наряду с углеводами, обеспечивающими организм энергией, содержатся так назывваемые непищевые углеводы - клетчатка . Практического значения как источник энергии в пищевом рационе она не имеет, усваиваясь примерно на 25%, но способствует нормальной функции кишечника: раздражая стенки кишок, она вызывает их движение - перистальтику. При употреблении пищи, лишенной клетчатки, перистальтика ослабевает, что способствует возникновению запоров.

Серый пшеничный хлеб, ржаной хлеб, овощи нужно повседневно включать в меню. Очень полезны сырые овощи и фрукты; они ценны также и тем, что содержат так называемые пектиновые вещества. Являясь углеводами, пектиновые вещества имеют некоторую питательную ценность. Однако главное их значение для пищеварения заключается в том, что они способствуют лучшему опорожнению кишечника, усиливая его перистальтику.

Жиры
Жиры представляют собой готовый «горючий» материал, который снабжает организм энергией. Жиры необходимы для обеспечения нормального усвоения организмом белков, некоторых минерал, солей, а также жирорастворимых витаминов. Наличие жиров в пище придает различным блюдам высокие вкусовые качества, способствует возбуждению аппетита, имеющего важнейшее значение для нормального пищеварения.

Жиры, поступающие с пищей, частично идут на создание жировых запасов. Удовлетворение потребности в жире и всех его компонентах зависит от вида и качества жира - установлена взаимодополняемость животных и растительных жиров. Оптимальный в биологическом отношении баланс создается при включении в суточный рацион 70-80% животных жиров и 20-30% растительных.

Нормы поступления в организм жиров рассчитывают с учетом возраста, характера трудовой деятельности, национальных особенностей и климатических условий. В нормах питания, рекомендованных для населения СССР, предусматривается в суточном рационе 30% калорий за счет жира. Нормирование жира может производиться соответственно калорийной ценности суточного пищевого рациона. При этом на каждую 1000 ккал предусматривается 35 г жира. Определенное значение имеет качественный состав жиров, входящих в пищевой рацион. В пищу употребляют жиры различных животных, птиц и рыб, молочный жир (гл. обр. сливочное или топленое масло), а также жиры растительного происхождения (подсолнечное, соевое, арахисное, оливковое и другие масла).

Растительные жиры надо повседневно включать в рацион по 20-25 г. Вместе с растительными жирами в пищевой рацион следует включать говяжье и свиное сало и особенно сливочное масло. Животных жиров должно быть в дневном рационе около 75-80 г (из них 40 г в натуральном виде, а остальные - в различных пищевых продуктах). В состав пищевого рациона входят также нек-рые жироподобные вещества - холестерин и лецитин. Холестерин, к-рый содержится в значительном количестве в животных жирах, яичных желтках, икре, мозгах, печени, почках, играет большую роль в жизнедеятельности организма, в частности в деятельности нервной системы.

Лецитин благодаря содержанию в нем фосфора и холина является биология, антагонистом холестерина. Он стимулирует развитие растущего организма, благоприятно влияет на деятельность нервной системы, печени, стимулирует кроветворение, повышает сопротивляемость организма токсич. веществам, улучшает усвоение жиров, препятствует развитию атеросклероза. Значительное количество лецитина содержится в гречневой крупе, пшеничных отрубях, салате. Много лецитина в сое, фасоли и других зернобобовых.

Минеральные соли
Минеральные вещества входят в состав всех тканей нашего тела и постоянно расходуются в процессе жизнедеятельности организма. Суточная потребность человека в минеральных солях различна. Так, суточная потребность в хлористом натрии (поваренной соли), фосфорнокислом кальции исчисляется в граммах, суточная потребность в солях меди, марганца, йода исчисляется в миллиграммах. Наконец, есть такие минеральные соли, суточная потребность в которых исчисляется в тысячных долях миллиграмма - микрограммах. Потребность организма в минеральных солях обычно полностью обеспечивается при разнообразном питании.

Среди разнообразных минеральных солей, которые человек получает с пищей, значительное место занимает поваренная соль. Пресная пища, даже самая разнообразная, быстро приедается и вызывает отвращение. Кроме того, поваренная соль необходима для поддержания нормального количества жидкости в крови и тканях, она влияет на мочевыделение, деятельность нервной системы, кровообращение, участвует в образовании соляной кислоты в железах желудка.

Всего в организме содержится около 300 г соли, а за год человек съедает около 5,5 кг соли. В дополнение к 3-4 г соли, содержащимся в натуральных пищевых продуктах суточного рациона, несколько граммов соли съедается с хлебом (в 100 г ржаного хлеба ее имеется около 1,5 г, а в 100 г пшеничного хлеба - 0,5-0,8 г), несколько граммов прибавляется при варке пищи. В среднем за день следует употреблять до 12 г соли. Костный скелет составляет ок. 1/5 - й веса человеческого тела, а кости на 2/3 состоят из минеральных солей. В состав костной ткани входит около 99% всего кальция , имеющегося в организме человека. Однако оставшаяся часть кальция играет большую роль, участвуя в самых разнообразных процессах обмена веществ. Соли кальция имеются почти во всех пищевых продуктах, но не всегда усваиваются организмом человека. Для обеспечения организма необходимым количеством солей кальция нужно включать в пищевой рацион продукты, содержащие в значительном количестве хорошо усвояемый организмом кальций. К таким продуктам относятся молоко, молочнокислые продукты, сыр, яичный желток.

Фосфор играет большую роль в жизнедеятельности организма. Кроме участия в образовании костной ткани, в значительном количестве фосфор входит в состав нервной ткани, поэтому он необходим для нормальной деятельности нервной системы. Соли фосфора содержатся почти во всех пищевых продуктах как растительного, так и животного происхождения; много фосфора имеется в орехах, хлебе, крупах, мясе, мозгах, печени, рыбе, яйцах, сыре, молоке.

Соли магния имеют большое значение для нормальной деятельности сердечнососудистой системы. Особенно они необходимы в пожилом возрасте, т. к. способствуют выведению из организма избыточного количества холестерина. Много солей магния содержится в отрубях, а следовательно, и в хлебе из муки грубого помола, в гречневой и ячневой крупах, в морской рыбе.

Калий имеет особенно важное значение для обеспечения нормальной деятельности сердечно-сосудистой системы, т. к. он усиливает мочевыделение. Бахчевые овощи (тыква, кабачки, арбузы), яблоки, курага, изюм, содержащие много солей калия, рекомендуются людям, страдающим заболеваниями сердца, гипертонической болезнью.

Потребность организма в железе и меди очень невелика и исчисляется тысячными долями грамма в сутки, но эти элементы играют исключительно важную роль в кроветворении. Потребность организма в йоде также незначительна, но отсутствие его в пищевых продуктах приводит к нарушению деятельности щитовидной железы и развитию так наз. эндемического зоба. Для предупреждения развития этого заболевания к поваренной соли, которой снабжается население районов, где почва и вода не содержит йода, добавляется некоторое количество солей йода. Много солей йода содержат морская рыба (треска, камбала, морской окунь) и продукты моря (морская капуста, кальмары, крабы, креветки и др.).

Соли кобальта , который относится к микроэлементам, играют большую роль в кроветворении, т. к. кобальт входит в состав витамина B12. В значительном количестве они содержатся в горохе, свекле, красной смородине, клубнике.

Вода относится к веществам, не образующим энергии при их использовании в организме, но без воды жизнь невозможна.

При введении в пищевой рацион необходимого количества жидкости обеспечивается надлежащий объем (вес) пищи, который создает чувство насыщения. Суточная потребность в воде в среднем ок. 35-40 мл на 1 кг веса тела, т. е. ок. 2,5 л. Значительная часть этой нормы (ок. 1 л) содержится в пищевых продуктах: например, в кашах - до 80% воды, в хлебе - около 50%, в овощах и фруктах - до 90%. Так называемая свободная жидкость, содержащаяся в супе, компоте, молоке, чае, кофе и других напитках, должна составлять около 1,2 л при общем весе дневного рациона ок. 3 кг. Количество воды, вводимое в организм с пищей и питьем, меняется в зависимости от климатических условий и степени интенсивности физической работы.

Витамины являются обязательной и незаменимой составной частью рациона. Они обеспечивают нормальную жизнедеятельность организма, участвуют в процессе усвоения других пищевых веществ, способствуют повышению сопротивляемости организма различным вредным воздействиям внешней среды, повышают трудоспособность человека.

Разнообразный состав пищевых продуктов в рационе и правильная кулинарная обработка пищи способствуют сохранению витаминов. При тяжелом физическом труде, беременности, у живущих в северных районах потребность в витаминах возрастает. В таких условиях возникает необходимость употреблять витаминные препараты.

Усвоение пищи зависит от вида продукта и от того, насколько разнообразно питание. Лучше усваиваются продукты животного происхождения, при этом главное значение имеет усвоение белков. Белки мяса, рыбы, яиц и молочных продуктов усваиваются лучше, чем белки хлеба, круп, овощей и плодов. Важнейший фактор правильного питания - разнообразие пищи. Однообразная пища приедается и хуже усваивается. При употреблении в пищу мяса, хлеба и круп усваивается в среднем 75% содержащихся в них белков, а при добавлении овощей усвояемость возрастает до 85-90%. Значительно повышают усвояемость пищевых веществ правильная, достаточная термическая обработка продуктов и их измельчение.

Режим питания включает следующие понятия:

1) количество приемов пищи,

2) интервалы между приемами пищи,

3) распределение калорийности суточного рациона между отдельными приемами пищи. Наиболее рационально четырехразовое питание, при котором создается равномерная нагрузка на пищеварительный тракт и обеспечивается наиболее полноценная обработка пищи пищеварительными соками. Прием пищи в одно и то же время вырабатывает рефлекс на наиболее активное выделение в установленное время желудочного сока. Распределение суточного рациона при четырехразовом питании производится в зависимости от распорядка дня и установившейся привычки. В любом случае последний прием пищи должен быть не менее чем за 2-3 часа до сна. Наиболее целесообразным является следующее распределение рациона: завтрак - 25%, обед - 35%, полдник - 15%, ужин - 25% . При работе в ночную смену за 2-3 часа до работы ужин должен составлять 30% суточного рациона и, кроме того, предусматривается прием пищи во 2-й половине ночной смены.

Для нормального пищеварения важен также температурный режим пищи. Горячая пища должна иметь температуру 50-60°, холодные блюда - не ниже 10°.

Питание лиц пожилого возраста
У лиц в возрасте 60 лет и старше процессы обмена веществ становятся менее интенсивными. С этим связано и изменение (по сравнению с лицами зрелого возраста) потребности в калорийности пищи и количестве получаемых белков, жиров и углеводов.

В питании людей пожилого возраста рекомендуется значительно ограничить или исключить из рациона питания крепкие мясные бульоны, грибные отвары, острые приправы, как с целью создания щадящих условий для органов пищеварительной, сердечно-сосудистой и мочевыделительной систем, так и для нормализации водно-солевого обмена; ограничить продукты, содержащие значительное количество холестерина (яичный желток, икра, мозги, печень и т. п.) и тугоплавких жиров (баранье, свиное сало и т. п.). Необходимое количество животных белков и жиров должно поступать с молочными продуктами. Весьма желательно включать в питание пожилых людей овощи и фрукты, особенно в свежем, сыром виде. Необходимо также ограничивать количество поваренной соли. Пожилой возраст требует более внимательного отношения к соблюдению режима питания, однако не следует резко менять привычный режим, важно соблюдать привычное время приема пищи.

Питание беременной женщины и кормящей матери
При беременности потребность в белках, а частично и в жирах, кальции, фосфоре увеличивается. В зависимости от характера работы и веса тела беременная женщина должна получать от 100 до 120 г легкоусвояемого и полноценного белка в сутки , из них примерно 65 г должен составлять белок животного происхождения. Основными источниками белка являются молоко, творог, сыр, рыба и мясо, причем мясо следует употреблять нежирное, лучше в вареном виде. Ежедневный прием молока обеспечивает поступление в организм беременной женщины необходимого количества белка, кальция и фосфора. Питание беременной женщины необходимо обогащать витаминами. Беременная женщина нуждается также в повышенном поступлении в организм железа. Особенно богаты им печень, яичный желток, зелень, фрукты. В период беременности следует избегать употребления избыточного количества поваренной соли; женщины, предрасположенные к полноте, должны ограничивать потребление жиров и углеводов.

В период кормления ребенка женщина должна получать более обильное питание, чем во время беременности. Калорийность рациона следует увеличить, а количество белка должно составлять не менее 130 г, в т. ч. не менее 80 г животного. Следует увеличить количество выпиваемого молока, больше употреблять яиц, масла, сыра, овощей, фруктов. Кормящая женщина должна следить за своим весом, который к концу второго месяца после родов должен вернуться к весу до беременности и в течение всего периода кормления оставаться стабильным.

Детское питание
Пища ребенка должна содержать те же пищевые и биологически активные вещества, которые входят в рацион взрослого человека, однако их соотношение и подбор продуктов - источников этих веществ - должны соответствовать возрасту ребенка. Недостаточное или избыточное по количеству, неполноценное по качеству питание отрицательно влияет на физическое и умственное развитие ребенка.

Повышенный основной обмен и высокие (в связи с подвижным образом жизни) энерготраты у детей требуют достаточного поступления в организм белка и пищи высокой калорийности.

В питании детей младшего возраста соотношение белков, жиров, углеводов должно составлять 1:1:3, более старшего возраста - 1:1:4, предусмотрен большой удельный вес продуктов животного происхождения.

Удельный вес белка животного происхождения в рационе детей младшего возраста - 70-80% , школьного возраста - 60-65% от общего количества белка. Такое поступление животного белка обеспечивается за счет включения в детское питание мяса, рыбы, яиц, молока в достаточном количестве. В суточный рацион детей ясельного возраста должно входить не менее 600- 800 мл молока, в рацион школьника - 400-500 мл. Разнообразно значение жиров в питании детей - они обеспечивают усвоение витаминов А и D, поступление необходимых для организма полиненасыщенных жирных кислот и фосфатидов. Избыточное содержание жира в рационе отрицательно влияет на развитие организма - нарушается обмен веществ, ухудшается использование белка, нарушается пищеварение, появляется избыточный вес. Потребность детей в жирах должна удовлетворяться в основном за счет сливочного масла и молочных продуктов.

Углеводы необходимы для детей, т. к. они являются хорошим источником энергии. Особо важное значение имеют легкоусвояемые углеводы, которые содержатся в ягодах, фруктах и продуктах их переработки, в молоке содержится незаменимый для детей углевод - лактоза. Однако следует помнить и об отрицательном влиянии избыточного поступления углеводов (выше физиологических норм) на детский организм, что проявляется в нарушении обмена, снижении устойчивости к заболеваниям, ожирении.

Важное значение в питании детей имеет достаточный и разнообразный витаминный и минеральный состав пищи. Основными источниками этих жизненно необходимых веществ являются свежие овощи и фрукты, молоко и молочные продукты, а также мясо и рыбопродукты, жиры, крупяные и хлебобулочные изделия.

Одним из основных требований рационального детского питания является строгое соблюдение режима питания. В дошкольном возрасте рекомендуется принимать пищу не менее 5 раз в день , т. е. через каждые 2-3 часа, причем завтрак должен составлять 20-25% суточной калорийности, второй завтрак - 15%, обед - 25-30% , полдник- 15%, ужин - 20-25%. Для детей школьного возраста рекомендуется четырехразовое питание, причем завтрак должен составлять 25% суточной калорийности, обед - 30%, полдник - 20% и ужин - 25% .

Питание детей является существенным оздоровительным фактором. Важна его правильная организация в детских дошкольных учреждениях, а также в школах. Обязательным условием является обеспечение школьников горячими завтраками, а групп продленного дня - и обедами.

Лечебно-профилактическое питание
В нашей стране утвержден перечень профессий и производств, на которых предусмотрена выдача бесплатного лечебно-профилактического питания, способствующего укреплению организма и повышению его сопротивляемости неблагоприятным факторам внешней среды, нормализации обмена веществ и улучшению функционирования органов и систем, которые подвергаются наибольшей опасности при воздействии вредных химических или физических производственных факторов, уменьшению всасывания из желудочно-кишечного тракта и увеличению выделения из организма токсического агента.

В соответствии с этими задачами разработаны специальные рационы, составлены перечни пищевых продуктов и установлены нормы выдачи витаминных препаратов в зависимости от неблагоприятных производственных факторов, воздействующих на организм. Рацион № 1 предназначается для лиц, занятых на производстве, где имеются источники ионизирующего излучения. Рацион № 2 предназначен для лиц, занятых на производстве фтористых соединений, окислов хрома, азотной и серной к-т, цианистых соединений. Рацион № 3 предназначается для рабочих, имеющих контакт со свинцом. Рацион № 4 предназначен для лиц, работающих с соединениями мышьяка, фосфора, теллура, нитро- и аминосоединениями, хлорированными углеводородами и т. д. Рацион № 5 разработан для рабочих производств, где организм работающих подвергается воздействию соединений тетраэтилсвинца, сероуглерода, тиофоса, соединений бария и марганца.

На некоторых производствах предусмотрена бесплатная дополнительная выдача витаминов. Так, при воздействии на организм фтора, хлора, хрома, цианистых соединений и щелочных металлов получают витамин А (2 мг), при действии мышьяка, теллура, тетраэтилсвинца, бромистых углеводородов, сероуглерода, тиофоса, ртути, марганца - витамин В (4 мг). Рабочие, подвергающиеся действию высокой температуры, значительному теплооблучению, занятые в хлебопекарной промышленности и махорочном производстве, ежедневно должны получать витамины А (2 мг), В4 (3 мг), В2 (3 мг), С (150 мг), РР (20 мг).

Приготовление и выдача лечебно-профилактического питания осуществляются в столовых промышленных предприятий или, по договоренности с администрацией,- в специальных диетических столовых.

«Популярная медицинская энциклопедия»
Главный редактор академик Б.В. Петровский
Москва «Советская энциклопедия» 1979 год