Дисциплинарный модуль 5.
Удобрения. Система земледелия
Тема 8. Теоретические основы применения удобрений.
Система применения минеральных и органических
удобрений в севообороте
1. Теоретические основы применения удобрений
2. Особенности применения минеральных и органических удобрений в условиях Красноярского края
1. Теоретические основы применения удобрений
К основным показателям плодородия относят, прежде всего, содержание
органического вещества (гумуса), подвижного фосфора, обменного калия, нитратного
азота и кислотность почвы. Органическое вещество почвы √ один из главных
признаков, отличающих почву от материнской породы. Это важный источник элементов
питания растений. В нем содержится почти весь запас азота, значительная часть
фосфора и серы, а также небольшое количество калия, кальция, магния и других
питательных веществ. Органическое вещество служит основным источником пищи и
энергетическим материалом для большинства почвенных организмов. Оно участвует в
адсорбционных процессах, оказывает положительное влияние на структуру почвы, ее
воздушный, водный, пищевой и тепловой режим почвы. Гумус удовлетворяет около 60%
потребности растений в азоте, улучшает снабжение их фосфором, микроэлементами,
серой. От гумусного состояния зависит биологическая активность и биогенность
почвы, интенсивность процессов минерализации и гумификации, реакция среды,
динамика питательных элементов, транформация загрязняющих почву веществ.
Фосфор называют элементом жизни. Он входит в состав сложных белков,
нуклеиновых кислот, фосфатидов, сахарофосфатов, фитина и других веществ, без
которых невозможно существование ни одного живого организма. Наиболее важную
роль играет фосфор, входящий в органические соединения, среди которых на первом
месте можно поставит нуклеиновые кислоты, участвующие в самых важных процессах
жизнедеятельности √ синтезе белков, росте и размножении, передаче наследственных
свойств. Фосфор принимает участие в углеводном обмене растений, в разнообразных
процессах окисления, восстановления, распада углеводов. Фосфатное питание,
особенно в первый период вегетации, ускоряет развитие растений и формирование
корневой системы, что способствует большему усвоению питательных веществ и
поглощению влаги, а это в свою очередь сказывается на усилении роста надземной
части растений. Оптимум фосфора обеспечивает максимальную продуктивность
репродуктивных органов, способствуя закладке дополнительных стеблей, наибольшего
числа зерен в колосе, увеличивая массу 1000 зерен, ускоряет созревание растений,
резко снижает отрицательное влияние засухи на развитие растений. Кроме того, он
способствует ассимиляции из атмосферы бобовыми за счет увеличения количества
клубеньков на корнях. Калий в жизни растений имеет многообразное значение.
Он способствует нормальному течению фотосинтеза, накоплению в растениях
некоторых витаминов, активизирует работу отдельных ферментов. При недостатке
калия затягивается развитие культур и их созревание. При хорошей обеспеченности
этим элементов повышается энергия кущения злаков, устойчивость хлебов к
полеганию, увеличивается содержание сахара в плодах и овощах, крахмала в
картофеле, усиливается зимостойкость культур, устойчивость их к возбудителям
грибных болезней в период роста растений и при хранении продукции. Азоту
принадлежит решающее значение в образовании белков, аминокислот, нуклеиновых
кислот, хлорофилла, липидов, фосфатидов, многих витаминов и ряда других
органических веществ. От обеспеченности азотом зависит продуктивность растений и
качество урожая. При недостатке азота слабо развивается вегетативная масса
растений, сдерживается образование репродуктивных органов. Одновременно следует
помнить, что влияние азота на растительный организм имеет не только
положительное значение. Избыточное азотное питание растений приводит к обильному
нарастанию зеленой массы, затягиванию вегетации, полегании., восприимчивости к
болезням и вредителям. Удобрениями называют вещества, используемые для
питания растений и повышения плодородия почв. По химическому составу
все удобрения подразделяют на минеральные и органические. По характеру
действия удобрения разделяют на прямые и косвенные. Удобрения прямого
действия. Содержат необходимые растениям питательные элементы и оказывают
непосредственное влияние на питание сельскохозяйственных культур (азотные,
фосфорные, калийные и т.д.). Удобрения косвенного действия. Применяют
не для непосредственного улучшения условий питания растений каким-либо
элементом, а для улучшения свойств почвы, изменения реакции почвенного раствора
и усиления процесса мобилизации имеющихся в почве запасов питательных веществ
(гипс, известковые и бактериальные удобрения). В зависимости от
происхождения, способа и места получения удобрения делятся на промышленные и
местные.
Промышленные удобрения получают в результате размола или химической
переработки агроруд на специальных химических заводах, а также синтетические
продукты азотной промышленности, побочные продукты химических производств,
выпускаемые промышленным способом органические и органо-минеральные удобрения.
Местные удобрения получают в местах их использования, в самих хозяйствах
или вблизи их (навоз, навозная жижа, птичий помет, сапропель, торф, сидераты,
солома, компосты и др.). Минеральные удобрения могут быть как
промышленного, так и ископаемого происхождения (фосфоритная мука, известковые
удобрения). В зависимости от того, какие питательные элементы находятся в
удобрениях, их подразделяют на две группы. Простые (однокомпонентные) удобрения
содержат какой-либо один элемент питания. К ним относятся азотные, фосфорные,
калийные удобрения и микроудобрения, содержащие один элемент.
Комплексные удобрения включают одновременно не менее двух главных питательных
элементов.
"Вид" минерального удобрения обозначает категорию удобрения, выделяемую по
действующему веществу, а "форма" - их характеристика по химическому составу.
Например, азотные удобрения (вид удобрения) выпускают в различных формах
(аммиачная селитра, сульфат аммония, мочевина, аммиачная вода и др.)
Содержание действующего вещества выражают в процентах массы: в азотных
удобрениях в расчете на N, в фосфорных √ на Р2О5 и в
калийных √ на К2О. Для пересчета дозы удобрения в кг действующего
вещества на физические удобрения указываемую дозу N, Р2О5, К2О
делят на процент содержания действующего вещества в удобрении. Например, нужно
внести 68 кг азота на 1га в виде аммиачной селитры. так как содержание азота в
ней 34 %, то количество физического удобрения будет 70/34=2ц/га. Доза
удобрения √ его количество, вносимое под сельскохозяйственную культуру за
один прием или за весь вегетационный период. Различают три приема внесения
удобрений: основное (вносимое до посева), припосевное (вносимое во
время посева) и подкормки (вносимые в период вегетации растений.
Сроки внесения удобрений могут быть осенние, весенние и летние в
определенные фазы развития растений. Способы заделки удобрений √ под
плуг, культиватор, борону и др., их используют в зависимости от технической
оснащенности хозяйств и агрегатного состояния удобрений (жидкие, твердые √
порошковидные, кристаллические, гранулированные). К основным
физико-механическим свойствам удобрений относят их влажность, гигроскопичность,
сыпучесть, слеживаемость, гранулометрический состав (размер частиц),
рассеиваемость. Эффективность использования удобрений зависит от
обоснованности выбора их дозы, вида, формы, сроков и способов применения,
свойств почв, климатических и биологических особенностей сельскохозяйственных
культур.
2. Особенности применения минеральных
и органических
удобрений в условиях красноярского края
Рациональное использование удобрений при нормальной влагообеспеченности
растений на 30-40% повышает продуктивность сельскохозяйственных культур.
По данным агрохимслужбы, 16,2 % пахотных земель в крае имеет низкое
содержание гумуса. Более 80% нуждается в применении азотных и фосфорных
удобрений и 45 % пашни в калийных туках.
В 1999-2005 годах в Красноярском крае внесено в почву 7,9-9,8 кг/га д.в.
минеральных и 0,3-0,4 т/га органических удобрений. Потребность агропромышленного
комплекса удовлетворяется на 10-15 %. Вносимые минеральные и органические
удобрения не компенсируют выноса элементов питания с урожаями
сельскохозяйственных культур. Земледелие края ведется с отрицательным балансом
гумуса, макро- и микроэлементов. Не соблюдается основной закон земледелия √
"закон возврата питательных веществ в агроценозы. (Волошин, 2007).
По данным агрохимслужбы (Танделов и др., 2006), почвы сельскохозяйственных
угодий по природным зонам края характеризуются неодинаковым потенциальным и
эффективным плодородием.
Содержание нитратного азота находится в зависимости от типа почв, содержания
в них гумуса, предшественника, влагообеспеченности посевов и уровня применения
минеральных и органических удобрений.
Система удобрений в севообороте должна систематически совершенствоваться и
корректироваться в зависимости от изменения плодородия почв, имеющихся ресурсов,
средств химизации в хозяйстве, внедрения новых высокопродуктивных сортов и
технологических приемов, а также требований охраны окружающей среды.
В условиях Красноярского края минеральные удобрения дают значительный эффект,
особенно в зонах достаточного увлажнения и в орошаемом земледелии. Повсеместно в
крае высока эффективность азотных удобрений. В первую очередь их следует вносить
под корнеплоды, овощи, кукурузу, под зерновые, размещенные после зерновых. Если
зерновые размещают после по пласту многолетних бобовых трав, зернобобовых, по
удобренным парам, пропашным, то внесение азотных удобрений можно не проводить.
Лучшим сроком внесения азотных удобрений следует считать до посева с заделкой в
почву, культиватором, лущильником, бороной . Азотные гранулированные удобрения
(гранулированные) вносят вместе с семенами в рядки при посеве и в подкормку
пропашных культур.
На всех почвах эффективно применение фосфорных удобрений. Под бобовые
культуры целесообразно вносить простой суперфосфат. Суперфосфат вносят под все
культуры на любых почвах, сроки внесения могут быть различными: до посева, в
рядки при посеве, в подкормках. Фосфоритную муку вносят только только на кислых
почвах под основную обработку почвы.
Калийные удобрения вносят при недостаточном содержании калия в почве.
Наиболее отзывчивы на повышенные дозы калия овощи, картофель,, лен, гречиха,
подсолнечник, корнеплоды. Калийные удобрения можно вносить в любые сроки.
При разработке системы удобрений в севообороте необходимо учитывать
порядок чередования культур, особенности предшественника и его урожайность, а
также комплекс приемов, обеспечивающих высокую эффективность внесения удобрений.
Потребность сельскохозяйственных культур в питательных веществах в целом по
севообороту устанавливают в следующем порядке:
рассчитывают вынос элементов питания из почвы с планируемыми урожаями
сельскохозяйственных культур: по данным выноса питательных веществ с
планируемыми урожаями и коэффициентами их возмещения устанавливают потребность
сельскохозяйственных культур севооборота в элементах питания.
Коэффициенты возмещения питательных веществ в севооборотах устанавливают по
данным длительных опытов с удобрениями, которые проводят
научно-исследовательские учреждения в различных почвенно-климатических условиях
страны.
Удобрения отдельных культур и системы удобрений в севообороте находятся в
неразрывной связи.
Под системой удобрения отдельных культур при их чередовании в
севообороте понимают план распределения минеральных и органических удобрений,
химических мелиорантов и других удобрительных средств по полям для обеспечения
высокого агроэкономического эффекта на основе систематического роста плодородия
почв. Получения сельскохозяйственной продукции высокого качества и охраны
окружающей среды от загрязнения.
Между отдельными культурами севооборота удобрения распределяют в соответствии
с дозами, рассчитанными из уровня планируемой урожайности, биологических и
сортовых особенностей возделываемых культур, агрохимических свойств почв и
ресурсов удобрений.
Для поддержания бездифицитного гумусового баланса на 1 га пашни в крае
необходимо вносить 8-10 т органических удобрений.
По данным Красноярского НИИСХ внесение 30 т/га полупревшего навоза под
зяблевую вспашку повышает урожайность зеленой массы кукурузы в среднем на 72 ц/га
и за два года последействия урожайность яровой пшеницы на 4,8 ц/га. Оптимальный
срок внесения органических удобрений √ осенью под зябь.
Лучше органические удобрения в первую очередь следует вносить под овощные в
дозе до 100 т/га и пропашные культуры в дозе 30-60 т/га, в пары под зерновые
культуры 20-40 т/га.
Расчет накопления удобрений в хозяйстве и распределение их под культуры
севооборотов.
Необходимо определить возможное накопление органических удобрений в
хозяйстве. Расчет подстилочного навоза в зависимости от содержания и типа
кормления животных ведут одним из четырех способов: 1) выход навоза от одной
головы скота за год умножают на все поголовье; 2) количество израсходованной
подстилки и корма умножают на 2; 3) половину сухого вещества корма, сложенного с
сухой подстилкой, умножают на 4; 4) массу всего стада (живой вес стада) умножают
на 25.
Накопление бесподстилочного навоза определяют на основании нормативов по
суточному выходу экскрементов от разных видов животных. Далее намечают способы
приготовления и повышения качества органических удобрений и распределяют их по
севооборотам и вне севооборотным участкам.
Солома является важным источником органического вещества. В среднем
она содержит 0,5% азота, 0,25% фосфора, 0,8% калия и 35-45% углерода в форме
различных органических соединений. С одной тонной соломы зерновых культур в
почвы поступает 810 кг органического вещества, 5-14 кг азота, 0,7-2,4 кг
фосфора, 10-17 кг калия, 3-12 кг кальция 0,8-3,0 кг магния. В состав соломы
также входят микроэлементы.
Использование соломы на удобрение улучшает физико-химические свойства почвы и
повышает ее микробиологическую активность. Она является энергетическим
материалом для образования гумуса. Под влиянием соломы улучшаются водный и
температурный режимы. Применение соломы оказывает положительное влияние на
агрофизические свойства почвы. После внесения соломы уменьшается плотность
почвы, увеличивается ее пористость, коэффициент структурности и количество
водопрочных агрегатов.
Положительное действие соломы на плодородие почвы и урожайность культур
возможно только при наличии условий для ее разложения. Широкое отношение C:N в
соломе (70-80) оказывает большое влияние на ее разложение в почве. Установлено,
что для нормального разложения соломы в почве отношение C:N должно быть 20-30:1.
Для повышения эффективности удобрения соломой необходимо дополнительное внесение
азотных удобрений. При внесении соломы без внесения азотных удобрений
наблюдается тенденция к снижению урожайности зерновых культур.
Солома является высококачественным органическим удобрением. По действию на
урожайность культур 1 тонна ее приравнивается к 2-3 тоннам подстилочного навоза.
В зависимости от технической оснащенности хозяйства можно использовать две
технологические схемы использования соломы на удобрение. По первой технологии
комбайны, не оборудованные измельчителями - разбрасывателями, проводят обмолот
зерновых культур, оставляют после своего прохода на поле валки с соломой.
Подборщики-измельчители (КИР-1,5 и др.) измельчают ее и равномерно разбрасывают
по поверхности поля. Измельчение соломы и ее разбрасывание осуществляют
комбайнами "Енисей-950" и другими. После разбрасывания соломы вносят азотные
удобрения применяя разбрасыватели (РУМ-5,8, 1РМГ-4 и др.). в качестве азотных
удобрений используют сульфат аммония и мочевину, которые вносят из расчета 30-40
кг д.в. на один гектар пашни.
В хозяйствах животноводческого направления рекомендуется использовать жидкий
навоз в дозе 30-40 т/га для совместной запашки с соломой. Солому на удобрение
следует использовать в первую очередь на бедных почвах, на полях, удаленных от
животноводческих ферм на расстояние более 5 км, а также при недостатке навоза в
хозяйстве.
Солому необходимо вносить под пропашные, кормовые, зерновые и кормовые. В
полевых севооборотах, удаленных от животноводческих ферм, солома и сидераты
являются единственным источником пополнения почвы органическим веществом.
|