Для растений не имеет значение, что является источником минерального питания — природные запасы почвы или вносимые удобрения. Важно, что бы они были в нужном количестве и соотношении.
Степень усвоения элементов питания содержащихся в почве в подвижной форме и из удобрений принято выражать коэффициентами (в долях или %). Без применения соответствующих изотопов азота N, фосфора Р, Р и калия К определить реальный размер использования указанных и других элементов питания из почвы и удобрения не представляется возможным. Поэтому в практике доступность растениям элементов питания из удобрений определяют разностным методом — по разнице выноса растениями элемента в удобренном и не удобренном вариантах.
При наличии в почвенном растворе одинаковых по форме элементов питания почвы и внесенных удобрений растения потребляют их в равной степени независимо от источника. При этом их долевое участие в питании растений пропорционально соотношению питательных веществ почвы и удобрений. Отсюда следует, что по мере увеличения содержания элементов питания в почве использование их из удобрений снижается, и, напротив, с повышением доз удобрений снижается потребление растениями питательных веществ из почвы. В то же время улучшение обеспеченности растений одним или несколькими элементами при внесении удобрений повышает использование из почвы других элементов питания.
Примерные коэффициенты использования питательных элементов из дерново-подзолистой и серой лесной почвы, %
Определение коэффициентов использования растениями элементов питания из почвы и удобрений является одной из важнейших задач агрохимии. Знание зависимости коэффициентов использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами от плодородия почвы и доз удобрений позволяет оптимизировать условия минерального питания растений. В то же время широкое варьирование почвенно-климатических и агротехнических условий возделывания культур, а также их биологических особенностей вызывает значительные колебания использования питательных веществ растениями. Это существенно затрудняет, но не исключает возможности использования для балансовых расчётов усреднённых результатов обобщения большого числа экспериментальных данных о размере хозяйственного выноса элементов питания культурами и величины коэффициентов использования. В этой связи при балансовых методах расчета доз удобрений необходимо использовать обобщенные результаты многолетних плевых опытов близлежащих научных учреждений. Данные о хозяйственном выносе и коэффициентах использования растениям элементов питания из почвы и удобрений, полученные в других почвенно-климатических зонах ненадежны и не могут быть использованы для расчета доз удобрений.
При разработке системы удобрения в севообороте важно учитывать не только удобренность предшественников, но и потребление отдельных элементов питания последующими культурами севооборота.
Наиболее доступны растениям элементы питания из минеральных и органических удобрений в год их внесения. При этом, чем продолжительнее период вегетации растений, тем больше они потребляют элементов питания из удобрений. Первой культурой из минеральных удобрений используется примерно 50-70% азота и калия, потребление фосфора, как правило, в 2-3 раза ниже. Последействие азота удобрений в Нечерноземной зоне незначительно — 24%, в степных районах, в зависимости от дозы и погодных условий может достигать 10%. Последействие фосфора и калия удобрений в зависимости от дозы, погодных условий и биологических особенностей культуры составляет 10-20%. Азот и фосфор из органических удобрений обладает длительным последействием, калий используется также, как и из минеральных удобрений. Несмотря на существенные различия использования растениями элементов питания по годам, в целом за ротацию севооборота размер потребления питательных веществ сельскохозяйственными культурами из минеральных и органических удобрений примерно одинаков.
Примерные коэффициенты использования питательных элементов и удобрений и пожнивно-корневых остатков, %
Наряду с использованием растениями, часть азота удобрений (20-25%) теряется в результате денитрификации или вымывания нитратов и значительная его часть (1530%) закрепляется в почве в органической форме. Фосфор и калий закрепляются в почве в результате химических и физико-химических процессов и практически не теряются за исключением эрозии почв.
Потери элементов питания из почвы и удобрений приносит не только значительный экономический ущерб хозяйству, но и вызывает загрязнение окружающей среды, поэтому снижение потерь элементов питания из почвы является важнейшей задачей агрономической химии.