Оптимизация минерального питания растений имеет большую значимость как в экономическом и экологическом аспектах.
Определение оптимальных доз минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры является ключевой, наиболее сложной задачей агрохимии. Поскольку, определить реально необходимое количество элементов питания для получения планируемой определенной урожайности отдельных культур в севообороте или монокультуре практически невозможно в принципе из-за совокупного влияния широкого спектра варьирующих слабо прогнозируемых факторов. При определении (расчете) доз удобрений следует иметь в виду, что речь идет лишь о первом приближении к оптимальной дозе и оптимальному соотношению элементов питания.
Доза (от греч. dosis) удобрения представляет собой количество элемента питания или вещества его содержащего для внесения на определенной площади или определенную массу почвы (субстрата). В России дозы минеральных удобрений принято выражать в кг/га, органические и мелиоративные удобрения в т/га. Дозы микроэлементов выражают также в г/га, г/т семян или г на гектарную норму посевного материала. Дозы элементов питания (несмотря на то, что в такой форме их в почве нет, и растения не потребляют) традиционно принято рассчитывать на элементы или оксиды: N, Р2O5, K2O, Са, Mg, S, B, Cu, Fe, Mo, Zn, Mn.
При благоприятных экономических условиях ведения хозяйства, дозы органических и минеральных удобрений должны обеспечивать получение планируемых урожаев хорошего качества при одновременном повышении или сохранении достигнутого уровня плодородия почвы. В то же время в большинстве хозяйств не в состоянии соблюдать эти требования.
Дозы удобрений и мелиорантов устанавливают экспериментально в полевых опытах или расчетными методами с последующей их проверкой в полевых условиях. Дозы микроэлементов определяют в основном по результатам полевых исследований.
При определении доз минеральных удобрений учитывают планируемую урожайность и качество продукции, содержание доступных для растений элементов питания в почве, реакцию почвенной среды, климатические условия, биологические особенности сельскохозяйственных культур, последействие удобрений, рельеф полей и гранулометрический состав почвы.
Для определения доз минеральных удобрений в РФ используются экспериментальные и расчетные методы:
- по результатам полевых опытов с применением поправочных коэффициентов на различие агрохимических свойств почвы в опытных учреждениях и условиях хозяйства;
- нормативные — по нормативам затрат элементов питания на получение единицы урожая или на прибавку урожая;
- балансовые — на основе сопоставления приходных статей баланса, главной из которых является количество элементов питания вносимых в почву с удобрениями и расходных статей, где преобладает вынос элементов питания урожаем. В агрохимической практике используются различные модификации балансовых методов довольно широкое распространение получили: расчет доз удобрений на планируемый урожай методом элементного баланса; на планируемую прибавку урожая, а также упрощенные методы с использованием коэффициентов возмещения выноса элементов питания урожаем, балансовых и других коэффициентов возмещения.
К балансовым относятся также математические методы расчета, в которых для установления доз удобрений учитывается широкий спектр агрохимических, почвенно-климатических, экономических и экологических факторов.
Дозы азотных, фосфорных, калийных удобрений и мелиорантов определяют экспериментально на основании полевых опытов или расчетными методами; дозы микроэлементов и органических удобрений в основном по результатам полевых исследований.
Эффективность применения удобрений оценивают окупаемостью единицы (кг) вносимых удобрений прибавкой урожая, прибавкой урожая с единицы площади (га, м). Практика показывает, что наибольшая окупаемость прибавкой урожая единицы вносимых удобрений наблюдается при применении невысоких доз. Однако поскольку прибавка урожая единицы площади при внесении малых доз удобрений невелика затраты на их внесение могут не окупаться.
При увеличении доз удобрений прибавка урожая до определенного уровня возрастает, однако окупаемость вносимых удобрений урожаем постепенно снижается. При дальнейшем увеличении доз удобрений прибавки урожая не окупают затраты на их применение. Опыт показывает, что более выгодно применять меньшие дозы удобрений на большей площади и получать при этом больший валовой урожай, нежели использовать высокие дозы удобрений на меньшей площади.
Как отмечалось, для определения доз удобрений используются различные методы. При определении доз минеральных удобрений учитывают планируемую урожайность и качество продукции, содержание доступных для растений элементов питания, реакцию почвенной среды, климатические условия, биологические особенности сельскохозяйственных культур, рельеф полей и гранулометрический состав почвы.
Дозы азотных удобрений по озимые и яровые культуры в значительной мере зависят от погодных условий в осенний и зимний периоды. После холодной зимы дозы азота, как правило, уменьшают, так как из замершей почвы потери азота в результате вымывания не происходят. После теплых снежных зим дозы азота повышают, поскольку в этих условиях значительная часть нитратного азота почвы теряется. На легких почвах и при промывном водном режиме почв для предотвращения потерь азота его вносят дробно с учетом растительной диагностики.
Наиболее часто применяют азотные подкормки сельскохозяйственных культур.
В агрохимическом аспекте, чем ближе сроки внесения удобрений к периоду наиболее интенсивного потребления элементов питания растениями, тем выше их доступность растениям и эффективность применения вследствие уменьшения потерь элементов питания, химической и биологической иммобилизации.
Однако, поскольку другие элементы, кроме азота нитратов, связываются в почве в зоне их внесения химически или обменно, то подкормки растений фосфорными и калийными удобрениями практически не проводят. Азотные удобрения очень лабильны. Аммонийный азот не перемещается по профилю почвы вследствие адсорбции его ППК почвы лишь не продолжительное время, а после нитрификации в форме нитратов значительная часть азота почвы вымывается в осенний и весенний периоды. Отсюда следует, что в зонах достаточного и избыточного увлажнения под яровые культуры азотные удобрения нельзя вносить осенью, поскольку значительная его часть будет потеряна за осенний и ранневесенний периоды. Под озимые культуры перед посевом вносят небольшие дозы азота, поскольку внесение его в дозах, превышающих потребность растений за осенний период, оказывает негативное влияние на их перезимовку, приводит к вымерзанию и выпреванию озимых.
В связи с этим под озимые культуры с осени вносят не более 40 кг/га азота удобрений, оставшуюся его часть вносят весной в подкормки. Многочисленными опытами установлено, что в зоне достаточного и избыточного увлажнения (Нечерноземной зоне) ранневесенние подкормки озимых зерновых культур в период возобновления вегетации и начале активного роста растений значительно повышает их эффективность по сравнению с осенним сроком внесения. Коэффициенты использования азота удобрений, внесенных в весеннюю подкормку в 1,5-3 раза выше, нежели при внесении удобрений осенью.
Необходимость проведения и дозы азотных подкормок в весенний период устанавливают по состоянию озимых после перезимовки и результатам почвенной диагностики, а для второй и третьей азотной подкормки, соответственно, в фазу выхода в трубку и колошения-цветения — по результатам растительной диагностики питания (Ермохин, 2005).
Для установления необходимости проведения поздних некорневых азотных подкормок в целях повышения содержания белка в зерне пшеницы проводят листовую диагностику в период колошения-молочной спелости на содержание в них общего азота.
Использование, рекомендуемых ранее 3-5% раствора мочевины экономически не оправдано, поскольку с одной стороны, требуется большое количество раствора, с другой стороны, капли раствора мочевины на листьях растений в летний период быстро испаряют воду и через 15-20 минут находятся в стадии насыщенного раствора. Для некорневых подкормок рекомендуется использовать 30-35% раствор мочевины. Наблюдаемые ожоги листьев растений связаны в большей степени с качеством распыла раствора мочевины, а не с концентрацией раствора.
Необходимость проведения поздних азотных подкормок зерновых культур для повышения качества зерна устанавливают на основании рекомендаций разработанных зональными научными учреждениями и агрохимической службой для конкретных почвенно-климатических условий.
Для Предуралья, Сибири, Поволжья и других регионов, где почвы на длительный зимний период глубоко промерзают, установлена довольно четкая зависимость обеспеченности сельскохозяйственных культур азотом от содержания в них нитратного азота пред посевом (Кочергин А. Е. 1961; Гамзиков Г. П. 1980; Ермохин Ю. И., 1985).
Наибольшее количество нитратов накапливается в пару, где водный режим почвы способствует нитрификации и отсутствуют растения потребляющие азот. Хорошая обеспеченность влагой и периодические механические обработки почвы пара (парующей) в течение вегетационного периода создают благоприятные условия для минерализации азотсодержащих органических веществ.
За летний период в корнеобитаемом слое при паровании на темно-каштановых почвах накапливаться до 100-140, а на чернозёмах и тёмно-серых лесных почвах — 160-200 кг/га нитратного азота. Такого количества минерального азота вполне достаточно для формирования урожая зерновых до 30-40 ц/га.
При возделывании по пару озимых и яровых зерновых сельскохозяйственных культур, как правило, не возникает необходимости в применении азотных удобрений. На дерново-подзолистых и других слабогумусированных почвах роль пара в обеспечении растений азотом заметно снижается. Хотя содержание минерального азота на этих почвах в пару всегда выше, чем в других полях севооборот, однако его недостаточно, поэтому на этих почвах под сельскохозяйственные культуры, высеваемые по пару, для получения высоких урожаев обычно применяют органические или минеральные азотные удобрения.
Значительное влияние на минерализацию органического вещества накопление нитратного азота в почве оказывает ее обработка (рыхление). Чем большее количество обработок проводится, тем интенсивнее проходит минерализация органического вещества и больше образуется минерального азота. Установлено, что на дерново-подзолистых почвах под культурами сплошного сева в течение вегетационного периода ежегодно минерализуется в среднем около 1% органического вещества почвы, под пропашными культурами — 2% и в пару около 3%. На черноземных почвах степень минерализации гумуса почвы примерно в 2 раза ниже, однако в силу высокой гумусированности, образуется в 2-3 раза больше нитратов, нежели на дерново-подзолистых.
Под пропашными культурами в результате воздействия междурядных обработок процессы минерализации азота проходят в 1,5-2 раза интенсивнее, чем под культурами сплошного сева, что приводит к лучшему обеспечению растений минеральным азотом.
Ранняя вспашка зяби после уборки зернобобовых и многолетних бобовых трав способствует более интенсивной минерализации азотсодержащих пожнивно-корневых остатков и позволяет запасти достаточное количество минерального азота для обеспечения потребности в нем последующей культуры севооборота.
Органические удобрения, с низким содержанием легко минерализуемого азота — торф, сапропель и широким соотношением C : N — солома, компосты и свежий подстилочный навоз, обычно вносят в паровом поле, чтобы аммнификация прошла более полно. Важно отметить, что внесение азотных удобрений усиливает минерализацию почвенных азотсодержащих веществ, что способствует дополнительной мобилизации и усвоению азота почвы растениями.
Размер потребления сельскохозяйственными растениями азота почвы находится в прямой зависимости от содержания органического вещества, предшественника, климатических и агротехнических условий и интенсивности междурядных обработок пропашных культур.
Довольно надежное представление об уровне обеспеченности возделываемых культур азотом почвы можно иметь на основании сопоставления урожайности на отдельных полях в предшествующие годы (за 3-5 лет) при соблюдении агротехнических приемов.
Поскольку обеспеченность растений азотом почвы обусловливается в основном содержанием в ней органического вещества, агротехникой, климатическими и погодными условиями, то, несмотря на варьирование по годам, пределы содержания в почве доступного растениям минерального азотом после разных предшественников севооборота довольно устойчивые. Следовательно, на основании уровня продуктивности сельскохозяйственных культур в предшествующие годы можно судить о потреблении азота почвы последующими культурами.
Наиболее высокая обеспеченность растений минеральным азотом характерна для типичных и выщелоченных чернозёмов, тёмно-серых лесных и лугово-чернозёмных почв. Однако после уборки зерновых, злаковых многолетних трав, поздно убираемых культур (подсолнечника, кукурузы на зерно и др.), содержание минерального азота в почве, как правило, низкое не обеспечивает потребности растений и применение азотных удобрений обеспечивает высокие прибавки урожая.
На серых лесных, каштановых и других слабогумусированных почвах, хорошая обеспеченность растений азотом возможна только в паровом поле при внесении органических удобрений. При паровании без внесения органических удобрений в корнеобитаемом слое этих почв накапливается среднее количество (60-80 кг/га) минерального азота, а после других предшественников наблюдается низкая обеспеченность почв азотом.
На дерново-подзолистых, светло-серых лесных и светло-каштановых почвах, отличающихся низким содержанием гумуса практически по всем предшественникам за исключением пара, где не внесены органические удобрения, ежегодно складывается неблагоприятный азотный режим.
Следовательно, преобладающая часть пахотных дерново-подзолистых, серых лесных и каштановых почв характеризуется низкой обеспеченностью минеральным азотом.
Наиболее достоверным методом прогнозирования уровня обеспеченности сельскохозяйственных культур азотом и установления их нуждаемости в азотных удобрениях является определение содержания суммы минерального азота в почве. Для этого перед посевом проводят агрохимическое обследование на содержание в почве аммонийного и нитратного (N-NH4 и N-NO3) или только нитратного азота. Агрохимической службой Предуралья, Сибири, Поволжья и др. регионов страны с непромывным водным режимом ежегодно проводится обследование значительной части пашни на содержание нитратов. Глубина отбора почвенных образцов при почвенной диагностики зависит от зональных особенностей почвенного покров и гидротермического режима территории.
Хозяйствам дается информация об обеспеченности отдельных полей минеральным азотом или нитратами и рекомендации по рациональному применению азотных удобрений под возделываемые культуры, которые могут испытывать недостаток обеспеченности почвенным азотом в течение вегетации. В Поволжье, Западной Сибири и Предуралье достаточно проводить по содержанию N-NO3 в слое 0-40 см в два срока: поздней осенью или весной до посева.
В условиях Нечерноземья, ЦЧО и Северного Кавказа более достоверные результаты даёт сумма подвижного минерального азота (N-NO3 + N-NH4). В этих районах глубина взятия почвенных образцов обычно составляет 0-60 см.
Обеспеченность растений минеральным азотом почвы (мг/кг) и потребности, полевых культур в азотных удобрениях (Гамзиков Г.П., 2000)
Использование азотных удобрений даёт возможность увеличить урожай полевых культур, улучшить качество растениеводческой продукции, повысить оплату 1 кг азота внесённых туков с 3-5 до 8-10 кг зерна.
Расчет доз азотных удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур проводят по хозяйственному выносу азота, который находят путем умножения затрат элемента на 1 т основной продукции с учетом побочной на урожай т/га:
ДN = В1 ∙ У ∙ Кпл ∙ Кпр ∙ Кг — (Доу ∙ 0,01N ∙ 0,01Коу) : 0,01Кму,
где: ДN — доза азота удобрения на планируемую урожайность, кг/га; В1 — вынос азота 1 т основной продукции и соответствующим количеством побочной; У — планируемая урожайность основной продукции, т/га; Кпд — поправочный коэффициент на плодородие почвы; Кпр — поправочный коэффициент на предшественник; Кг — поправочный коэффициент на гранулометрического состава почвы; Доу — доза органических удобрений, т/га; 0,01N — содержание азота в органическом удобрении, %; 0,01Коу — коэффициент использования азота сельскохозяйственными культурами из органического удобрения, %; Кму — коэффициент использования азота из минеральных удобрений, %.
Для расчета доз фосфорных удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур используют те же методические подходы что и при определении доз азота. Однако, поскольку подвижность фосфатов почве и доступность их растениям сильно зависит от фактов внешней среды, то для учета их влияние на уровень обеспеченности растений фосфором дозы удобрений при расчетах корректируют с помощью коэффициентов:
ДN = В1 ∙ У ∙ Кпл ∙ Кпр ∙ Кг ∙ Кк — (Доу ∙ 0,01Р ∙ 0,01Коу) : 0,01Кму,
где: Др — доза фосфора удобрения на планируемую урожайность, кг/га; В1 — вынос фосфора 1 т основной и соответствующим количеством побочной продукции; У — планируемая урожайность основной продукции, т/га; Кг — поправочный коэффициент на гранулометрического состава почвы; Кпр — поправочный коэффициент на предшественник; Кпд — поправочный коэффициент на содержание подвижного фосфора в почве; Кк — поправочный коэффициент к дозам фосфорных удобрений в зависимости от степени кислотности почв; Доу — доза органических удобрений, т/га; 0,01Р — содержание фосфора в органическом удобрении, %; 0,01Коу — коэффициент использования фосфора органических удобрений сельскохозяйственными культурами в первый год действия; 0,01Кму — коэффициент использования фосфора сельскохозяйственными культурами из минеральных удобрений, % .
Если органические удобрения вносились под предшествующие культуры, то для расчета берут коэффициенты использования азота в годы последействия. Достоверность расчетов снижается вследствие того, что учитывается содержание элементов питания только в пахотном слое почвы, в то время как в реальных условиях значительная их часть потребляется растения из подпахотных горизонтов.
Многочисленные исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом свидетельствуют, что высокий уровень содержания фосфора и калия в почве, создаваемый за счет запасного или длительного применения удобрений более важен для формирования высоких урожаев, нежели повышенные дозы удобрений, внесенные на бедных почвах непосредственно под возделываемые культуры. Важно отметить, что, несмотря на более высокие прибавки урожая от фосфорных удобрений на бедных фосфором почвах, урожайность на неокультуренных почвах остается довольно низкой (Кулаковская, 1995).
В странах Западной Европы, где пахотные земли отличаются высокими запасами подвижных фосфатов и обменного калия в почве фосфорные и калийные удобрения вносят обычно в компенсирующих дозах, достаточных для восполнения элементов питания, отчуждаемых с урожаем и поддержания их содержания в почве на оптимальном уровне для формирования требуемой урожайности сельскохозяйственных культур (Державин, 1992).
Несмотря на важное значение в формировании урожая, содержащихся в почве остаточных фосфатов, наиболее высокие урожаи сельскохозяйственных культур наблюдаются лишь в случае, если растворимые фосфорные удобрения вносятся ежегодно. Это подтверждается высокой эффективностью припосевного (припосадочного) внесения водорастворимых фосфорных удобрений (Д. Кук, 1975).
Оптимальное содержание в почве элементов питания, обеспечивающее необходимый уровень для растений зависят от структуры посевных площадей севооборота, биологии сельскохозяйственных культур, планируемой урожайности, климатических и агротехнических условий. Они достигаются внесением удобрений сверх выноса соответствующих питательных элементов урожаем. Прежде всего, это относится к фосфатному и калийному уровням. Оптимизация фосфатного уровня питания в почве значительно повышает эффективность азотных и калийных удобрений, соответственно калийных — азотных и фосфорных, азотный — фосфорных и калийных.
Метод прямого использования результатов полевых опытов и агрохимических картограмм. Продуктивность культур севооборота является интегральным показателем совокупного воздействия природных и агротехнических факторов на рост и развитие растений, отражающей уровень почвенного плодородия, эффективность применения удобрений и агротехнику возделывания культур.
Поэтому результаты полевых опытов с удобрениями являются наиболее надежным методом определения оптимальных доз. Для установления доз минеральных и органических удобрений под сельскохозяйственные культуры используют результаты наиболее оптимальных вариантов многолетних полевых опытов с удобрениями близлежащих научных учреждений, зональных станций химизации и передовых хозяйств, которые проводят исследования на одних и тех же почвах в сравнимых погодных и агротехнических условиях. Результаты, полученные научными учреждениями в полевых опытах, в дальнейшем уточняются в производстве.
Метод прямого использования результатов полевых опытов довольно точен, если плодородие почв хозяйства и научного учреждения, проводящего полевые опыты одинаковы, однако поскольку отдельные поля могут сильно отличаться содержанием элементов питания, то рекомендуемые дозы удобрений под сельскохозяйственные культуры корректируют при помощи поправочных коэффициентов с учетом различия почвенного плодородия полей научного учреждения и конкретного хозяйства. Использование поправочных коэффициентов позволяет более рационально использовать удобрения. В зависимости от содержания элементов питания в почве отдельных полей хозяйства, к дозам удобрений рекомендованным научно-исследовательскими учреждениями делаются соответствующие поправки. Если плодородие почв хозяйства ниже, чем почв научного учреждения, то для получения необходимого урожая дозы удобрений увеличивают, а при высокой, напротив, снижают.
Поправочные коэффициенты на плодородие почв
| Классы почв | Зерновые и зернобобовые | Овощные и технические | ||||
| N | Р2O5 | K2O | N | Р2O5 | K2O | |
| 1 | 1,2 | 1,4 | 1,4 | 1,3 | 1,6 | 1,6 |
| 2 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,4 | 1,4 |
| 3 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,1 |
| 4 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 5 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,7 | 0,8 | 0,7 |
| 6 | 0,5 | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 0,5 | 0,3 |
Если потребность в удобрениях незначительна, то вносят только фосфорные удобрения в рядки при посеве. Одни калийные или азотные удобрения при посеве самостоятельно не вносят.
Несмотря на высокую надежность результатов полевых опытов для близлежащих хозяйств, большие затраты средств и времени на их проведения, и территориальные ограничения (зональность) использования рекомендаций применения удобрений для хозяйств расположенных на других почвах, отличающихся реальным плодородием и/или гранулометрическим составом вызвали необходимость использовать расчетные методы определения доз удобрений.
Нормативный метод. В основу метода положены зональные нормативы затрат элементов питания на получение 1 т сельскохозяйственной продукции, которые представлены в виде табличного материала с учетом почвенно-климатических условий и вида сельскохозяйственных культур. Дозы удобрения (Ду, кг/га) определяют по формуле:
Ду = Н ∙ Уп ∙ К,
где: Н — норма затрат удобрений на получение 1 т основной продукции, кг; Уп — планируемая урожайность, т/га; К — поправочный коэффициент на плодородие почвы: при среднем содержании подвижных форм фосфора и обменного калия в почве — 1,3, повышенном — 1, высоком — 0,7, очень высоком — 0,5.
Недостаток метода состоит в том, что в нем не учитывается влияние уровня предшествующей удобренности культур.
Комплексный метод определения удобрений базируется на использовании рекомендаций в виде табличного материала, в которых представлены примерные дозы удобрений, отражающие биологические особенности культур и почвенно-климатические условия региона. Рекомендуемые на основании полевых и производственных опытов дозы удобрений на определенный уровень урожайности корректируются исходя плодородия почвы, содержания гумуса, гранулометрического состава почвы, структуры посевных площадей и других условий. Дозы азотных удобрений корректируются с учетом содержания в почве гумуса и его текущей минерализации, уровня окультуренности почвы, а фосфорных и калийных удобрений — по содержанию подвижных фосфатов и обменного калия в почве. Дозы увеличивают или уменьшают в зависимости от гранулометрического состава почвы, предшественника, степени его удобренности и других факторов, которые подлежат учету в хозяйстве. На основе комплексного метода определения доз удобрений к настоящему времени зональными агрохимическими учреждениями разработаны рекомендации, практически для всех регионов страны.
Балансовые методы расчета доз. Существует большое количество модификаций балансовых методов расчета доз удобрений. Из них наибольшее широкое распространение получили: а) расчет доз удобрений методом элементного баланса исходя из запаса питательных веществ в почве и хозяйственного выноса элементов питания сельскохозяйственными культурами; б) расчет доз удобрений на прибавку урожайности.
Расчет норм удобрений по запасу элементов питания в почве. Сущность метода заключается в том, что дозы удобрений определяют по разнице между выносом элементов питания планируемым урожаем сельскохозяйственных культур (запланированной урожайностью) и возможным их потреблением из почвы, т. е. путем компенсации выноса. При этом учитывают доступность элементов питания из почвы и удобрений. Дозы элементов питания определяют по формуле:
Ду = В — (П — Кп) : Ку,
где: Ду — доза элемента питания удобрения, кг/га; В — хозяйственный вынос элемента питания планируемым урожаем, кг/га; П — содержание подвижных форм элемента в пахотном слое почвы, кг/га; Кп — коэффициент (доля) использования элемента растениями из почвы; Ку — коэффициент использования элемента растением из удобрений.
Метод довольно простой, однако точность определения оптимальной дозы элемента питания (удобрения) невысока, поскольку все показатели, используемые для расчета доз существенно варьируют. Так, например, коэффициенты использования элементов питания из почвы и удобрений и их затраты на создания единицы продукции (кг, т) значительно варьируют в зависимости от плодородия почвы и ее гранулометричекого состава, сортовых особенностей растений, погодных и агротехнических условий. Варьирование отдельных параметров может достигать 30% и более.
Примерный расчет доз удобрений на планируемую урожайность картофеля методом элементного баланса на дерново-подзолистой почве
Расчет доз удобрений на планируемую прибавку урожая. Сущность метода состоит в том, что часть планируемого урожая и создается за счет элементов питания, содержащихся в почве, а прибавка урожая (дополнительный урожай) формируется за счет элементов, вносимых с удобрениями. Метод определения доз удобрений на прибавку урожая дает более надежные результаты, чем метод элементного баланса, поскольку для расчета не используется переменные параметры почвенного плодородия. Интегральным показателем плодородия почвы является урожайность без удобрений. Дозы удобрений устанавливают исходя из количества элементов питания, потребляемых планируемой прибавкой урожая.
Поскольку, что питательные вещества, вносимые с удобрениями, используются растениями не полностью, при расчете их доз применяют коэффициенты использования элементов питания из удобрений, которые значительно варьируют в зависимости от вида растений, почвенного плодородия, климатических условий, доз, форм и срока внесения удобрений.
Разберем этот метод определения доз минеральных удобрений на примере. Пусть урожайность картофеля без внесения удобрений составляет 100 ц/га, планируемая прибавка — 100 ц/га. Вынос питательных веществ на 100 ц клубней вместе с ботвой по справочным данным (в кг); N 50, Р2О5 20 и К2О 80.
Расчет доз минеральных удобрений на получение прибавки урожая приведен в таблицах.
Расчет доз удобрений на прибавку урожая картофеля 100 ц
| Показатель | N | P2O5 | K2O |
| Вынос элементов питания на планируемую прибавку урожая картофеля (100 ц/га) кг | 50 | 20 | 80 |
| Последействие ранее внесенных минеральных удобрений (N60P80K90), кг/га | — | 8 | 18 |
| Последействие азота пожнивно-корневых остатков многолетних трав, кг/га | 20 | — | — |
| Требуется элементов питания за счет минеральных удобрений, кг/га | 30 | 12 | 62 |
| Коэффициенты использования элементов питания растениями в 1-й год | 60% | 20% | 60% |
| С учетом размера использования следует внести с удобрениями, кг/га | 30∙100:60=50 | 12∙100:20=60 | 62∙100:60=103 |
| С учетом корректировки на плодородие почвы, кг/га | 50∙1=50 | 60∙0,8=48 | 103∙0,7=70 |
Доза (Ду) минеральных удобрений на основании коэффициентов возмещения выноса (Кв) рассчитывают по формуле:
Ду = Вх ⋅ Кв
Дозы минеральных удобрений корректируется в зависимости от содержания в почве подвижных фосфора и калия.
Достоинством методов является их простота и возможность ежегодно корректировать потребность элементов питания и коэффициенты их использования растениями в конкретном хозяйстве на основе учета урожая и его химического состава.
Недостатком методов относится существенная зависимость коэффициентов использования элементов питания и затрат на единицу урожая от продуктивности культур, погодных условий, уровня минерального питания, предшественников, агротехники и других фактов обусловливающих рост и развитие растений.
Математические методы. Дозы удобрений можно также определить с помощью математических моделей, которые описывают количественную функциональную зависимость между урожаем и уровнем минерального питания в конкретных условиях. Коэффициенты регрессии, устанавливающие количественную связь между урожайностью и дозами удобрений находят по результатам длительных полевых опытов с удобрениями в конкретных почвенно-климатических условиях.
Существенным недостатком расчетных методов является также и то, что не всегда учитываются реальные возможности получения планируемых урожаев, хотя хорошо известно, что для повышения урожаев недостаточно лишь внести в почву необходимое количество питательных веществ. С учетом изложенных замечаний, расчет доз удобрений по любому из описанных в настоящей главе методов можно применять в практических целях лишь для ориентировочного определения потребности в удобрениях отдельных севооборотов, полей хозяйства с обязательной ежегодной проверкой этих расчетов по полученным в хозяйстве результатам и по данным производственных опытов с экономико-энергетической оценкой эффективности использования удобрений.
Среди многочисленных условий (факторов) эффективного применения минеральных удобрений Д. Н. Прянишников большое значение придавал срокам и способам внесения их в почву. Теперь таких способов существует три: основное внесение под передпосевную обработку, которое чаще всего осуществляется осенью, предпосевное рядковое или луночное и, наконец, подкормка в период вегетации (корневая или некорневая).
Одним из путей повышения эффективности минеральных удобрений при небольших их количествах Д. Н. Прянишников считал применение фосфорных удобрений в рядки. Он рекомендовал также применение весенней подкормки азотными удобрениями озимых культур. Признавал он целесообразность применения в дополнение к основному удобрению подкормки растений и фосфорными удобрениями, но только в тех случаях, когда они не были внесены в основном удобрении или же при таких условиях, когда получение высокого урожая обеспечено достаточным количеством влаги, например, при орошении и т. д. Он считал нерациональной довольно часто практикующуюся замену основного удобрения подкормками, особенно фосфорными и калийными.