Проектирование системы применения удобрений

 

Эффективность минеральных удобрений, включая такой показатель, как их окупаемость произведенной продукцией растениеводства, во многом зависит от соответствия применяемых доз удобрений требованиям сельскохозяйственных культур и уровню плодородия почвы. Разработка методов оптимизации доз различных видов и форм минеральных удобрений с учетом этих условий является ключевой проблемой агрохимической науки с начала ее зарождения. На разных этапах химизации отечественного земледелия разработка таких методов отражала как уровень научных знаний в данной области, так и производственно-экономические условия применения удобрений. В настоящее время в связи со структурными изменениями в экономике производства и применения минеральных удобрений, рыночными формами их распределения и потребления, ужесточением не только экономических, но и экологических требований, задача оптимального применения минеральных удобрений становится особенно актуальной. По этой причине представляется необходимым уточнение методов оптимизации минерального питания растении, соответствующих новым условиям хозяйствования.

Современные требования к оптимальным результатам баланса элементов дифференцированы в зависимости от плодородия почв и требовательности культур к нему таким образом, что при совпадении этих требований баланс по фосфору - нулевой (бездефицитный), по калию - слабо дефицитный (на 20% против выноса), а по азоту - от нулевого до слабодефицитного (да 20%), причем независимо от уровня совпадения требований культур с фактическим плодородием почвы. Результаты баланса фосфора и калия в случаях несовпадения требований культур с фактическим уровнем плодородия почвы на каждый класс (или группу) изменяются в среднем на 20% таким образом, что на более богатых, чем требуется культурам, почвах появляется дефицит этих элементов, а на более бедных - баланс этих элементов становится все более положительным. Такой дифференцированный подход к результатам баланса элементов обеспечивает получение качественной продукции планируемого (или возможного) количества каждой культурой с одновременной оптимизацией обеспеченности почвы питательными элементами для возделываемых культур. При реализации разработанной таким образом системы удобрений обязательна ежегодная коррекция доз удобрений по результатам почвенной и растительной диагностики для поддержания заданных результатов баланса элементов.

Разработка общих доз, соотношений (комбинаций), а также видов, форм, способов и сроков внесения удобрений в каждом севообороте осуществляется с учетом средневзвешенной обеспеченности почв всех полей каждого севооборотного участка подвижным фосфором и обменным калием, которая по результатам последнего агрохимического обследования 2009 года на всех группах земель в большинстве полей составляет по фосфору 50-100 мг/кг, т.е. соответствует 3 классу (средняя), а по калию 120-180 мг/кг, т.е. соответствует 5 классу (высокая).

Средневзвешенная оптимальная потребность культур (при квалифицированном удобрении их) к обеспеченности почв подвижным фосфором и обменным калием, возделываемых во всех севооборотах колеблется в пределах 3,0-3,2 класса.

Ориентированные на возделывание культур по экстенсивным технологиям системы удобрения всех севооборотов разработаны, естественно, с максимально дефицитным балансом всех питательных элементов, но даже при этом обязательно системное применение всех имеющихся ресурсов органических удобрений, в том числе соломы зерновых культур, по предлагаемым схемам. Если не использовать с развитием животноводства имеющийся хотя бы в минимальных количествах навоз, в течение только одного года от него останется не более 25 % исходной массы и будет потеряно не менее 50 % исходного количества питательных элементов. Будут иметь место не только экономические убытки, но и одновременно локальное загрязнение территорий продуктами разложения навоза. Суммарные потери сил и средств на уборку и транспортировку соломы зерновых культур с каждого поля не меньше затрат по измельчению и оставлению этой соломы на том же поле, поэтому этот прием рекомендуется даже при экстенсивной технологии.

В севообороте на плакорных землях приведен годовой план применения удобрений с указанием возможного размещения культур по полям при нормальной и интенсивной технологиях возделывания с указанием доз, сроков и способов внесения и заделки каждого вида (формы) удобрения (табл. 18 - 20).

Дозы минеральных удобрений для допосевного внесения и подкормок в годовых планах применения удобрений при нормальных и интенсивных агротехнологиях под каждой культурой необходимо ежегодно корректировать с учетом конкретного размещения их по полям и различий в показателях плодородия полей и участков в каждом севообороте, а также в зависимости от конкретных погодно-агротехнических и материально-экономических условий прошедшего и текущего года следующим образом:

. По материалам последнего агрохимического обследования почв (картограммы и паспорта полей) определяется класс обеспеченности подвижным фосфором и обменным натрием почвы полей и участков, на которых будет размещаться та или иная культура севооборота на следующий год. Если содержание подвижных форм указанных элементов питания в почве соответствует средневзвешенной обеспеченности всего севооборотного массива, доза соответствующего удобрения остается неизменной (поправочный коэффициент к дозе равен 1). Если почва в этом поле (участке) беднее, чем в среднем по севообороту на 1 или 2 класса, доза соответствующего удобрения возрастает на 20 или 40 %, т.е. поправочный коэффициент к дозе будет 1,2 или 1,4, а если почва в этом поле (участке) богаче, чем в среднем по севообороту на 1 или 2 класса, доза удобрения снижается на 20 или 40 %, т.е. поправочный коэффициент к дозе будет 0,8 или 0,6.

Общее количество минеральных удобрений при этом неизменно, но более бедные поля и участки получат больше удобрений, чем богатые, что приведет за несколько лет к выравниванию плодородия почвы всех полей и участков каждого севооборота.

. Учет погодных и агротехнических условий прошедшего года осуществляют по уровням полученных урожаев предшественников культур, размещаемых в конкретных полях. Если урожайность предшественника соответствует планировавшейся по конкретной технологии, то скорректированные по плодородию этого поля дозы фосфорных и калийных минеральных удобрений остаются неизменными, т.е. поправочный коэффициент равен 1,0. Если урожайность предшественника оказалась на 20-30 % выше (ниже) планировавшейся, то дозы фосфорных и калийных минеральных удобрений соответственно снижают (повышают) на 20-30 %, т.е. поправочные коэффициенты к дозам удобрений будут равны соответственно 1,2-1,3 (0,8-0,7).

. Материально-экономические условия зависят от ежегодных возможных изменений в накоплении органических (навоза) и приобретении минеральных удобрений. Их учет осуществляют, изменяя дозы, полученные после первых двух коррекций. Если количество навоза за текущий год возросло (уменьшилось) на 10-20 %, его вносят в изменившейся дозе под ту же культуру, но при этом, одновременно, уменьшают (увеличивают) дозы всех применяющихся минеральных удобрений под эту культуру соответственно на 10-20 %, т.е. применяют поправочный коэффициент 0,9-0,8 или 1,1-1,2 соответственно. Если изменилось количество минеральных удобрений на 10-20 %, то дозы их изменяют на соответствующую величину под всеми культурами, обязательно сохраняя установленные соотношения N: Р₂О₅ : К₂О, согласно предыдущей коррекции. Одновременно на соответствующую величину изменяют уровни планируемых урожаев. Если общее количество минеральных удобрений осталось прежним, но изменилось соотношение между их видами (N: Р₂О₅ : К₂О), то снижают дозы преобладающих видов до уровня минимального, соблюдая те же соотношения под всеми культурами, что были после предыдущей коррекции. Одновременно снижают уровни ожидаемых урожаев. Избыток преобладающих видов минеральных удобрений может быть использован в других севооборотах и угодьях или останется переходным фондом их на следующий год. Ежегодную коррекцию доз различных видов удобрений для каждого конкретного года удобнее всего осуществлять по дозам допосевного (основного) внесения их и в подкормки под каждой культурой, оставляя неизменными при этом дозы припосевного удобрения указанных видов.

Перед внесением ранее откорректированные в годовом плане дозы азотных удобрений под всеми культурами при нормальной, интенсивной и высокоинтенсивной технологиях обязательно следует еще раз скорректировать по результатам почвенной и растительной диагностики в следующем порядке:

. За 1-2 дня до внесения любых азотных минеральных удобрений в почву перед посевом осенью или весной под каждой культурой определяют экспресс-методами содержание нитратов в пахотном слое (считая, что каждые 10 мг/кг эквивалентны 30 кг/га N) и вычитают полученную величину из ранее скорректированной дозы. Если оставшаяся доза окажется менее 20 кг/га N при разбросном внесении, или менее 10 кг/га N при локальном внесении, их нет смысла вносить вообще, т.к. столь малые дозы экономически невыгодны (не окупают затрат по применению). Такие минимальные дозы (20-10 кг д.в./га) фосфорных и калийных удобрений под любыми культурами при допосевном внесении также экономически неэффективны. Поэтому, если после всех коррекций в годовых планах будут получены столь малые дозы, их следует добавить к соответствующим дозам предшествующей культуры.

. При корневых подкормках дозы азотных удобрений корректируются по результатам экспресс-анализов растений (растительной диагностики) с помощью поправочного коэффициента К₁ к скорректированной дозе годового плана, рассчитываемого по любой из следующих формул:

 

К₁ = (1)

К₁ =     (2)

 

где N_о, P_о, K_о - оптимальное,

N_ф, P_ф, K_ф - фактическое содержание азота, фосфора и калия в данную фазу в анализируемом органе или массе растений в % или в мг/100 г сока.

Экономически эффективны после подобных коррекций дозы корневых азотных подкормок более 20 кг/га при разбросном и более 10 кг/га при локальном способах внесения. Локальное внесение в почву не только азотных, но и фосфорных, калийных и органических удобрений повышает их оплату прибавками урожаев всех культур на 20-30 % и более по сравнению с разбросным внесением и последующей заделкой в почву. Во всех севооборотах под всеми культурами в качестве допосевного (основного) удобрения рекомендуются следующие: Мочевина (карбамид) - CO(NH₂)₂ c содержанием азота - 46%; аммофос - NH₄H₂PO₄ с содержанием азота 10% и фосфора - 50%. Для припосевного (припосадочного) удобрения под разные культуры рекомендуются: гранулированный аммофос - NH₄H₂PO₄ с содержанием азота 10% и фосфора - 50%. Для корневых подкормок под разные культуры применяется аммиачная селитра (NH₄NO₃) c содержанием азота около 35%, для некорневых подкормок - мочевина (CO(NH₂)₂), которую следует применять в виде водных растворов указанных доз в концентрациях 20-25% в расчете на удобрение. При возделывании культур с применением предлагаемых доз минеральных макроудобрений во всех севооборотах хозяйства следует применять и некоторые микроудобрения под наиболее отзывчивые на них культуры. Экономически наиболее выгодно и экологически наиболее безопасно применять микроудобрения под всеми культурами путем обработки ими посевного материала (семян) или при некорневых подкормках вегетирующих растений. Бор наиболее эффективен при возделывании зерновых, зернобобовых, культур и трав в дозах соответственно 20-30 г. д.в. на 1т семян, или 20-30 г при некорневых подкормках. Лучшей формой борного удобрения для указанных способов применения является техническая борная кислота, содержащая 17,3% бора.

Молибден наиболее эффективен под всеми бобовыми культурами, включая смеси их со злаками; оптимальные дозы его при обработке семян - 40-50 г.д.в. на 1 т. семян, или 15-20 г/га при некорневых подкормках, лучшей формой молибденовых удобрений является молибденовокислый аммоний, содержащий 50-52% молибдена. Под всеми бобовыми культурами высокоэффективны наряду с молибденом и бактериальные препараты - нитргин и ризоторфин - со специфическими для каждой культуры высоковирулентными и активными штаммами клубеньковых бактерий. На гектарную норму семян достаточно 500 г бактериального препарата, причем обрабатывают только ту часть семян, которая будет высеяна в этот же день. Инокуляцию можно совместить с обработкой молибденом (в одной порции воды растворяют молибденовокислый аммоний и готовят бактериальную болтушку), но нельзя с протравливанием семян. Протравливание семян следует проводить за 3-4 недели до посева, причем его можно совмещать с обработкой молибденовыми удобрениями. Среди других микроэлементов под пшеницей, овсом, кукурузой, подсолнечником, горохом, рапсом, и свеклой может быть эффективным марганец в дозах 80-100 г.д.в. на тонну семян. Лучшей формой является сульфат марганца с содержанием 70% марганца.

 

Таблица 37. Общая схема системы удобрения культур севооборота №1 (1238,6 га) при разных агротехнологиях

Чередование культур	Технология Урожайность, т/га	Удобрения
		органические, т/га	минеральные, кг д.в./га
			N	P2O5	K2O
1. Чистый пар	Б - нормальная В - интенсивная	Измельченные стебли подсолнечника 4-5 т/га
2. Озимая пшеница	Б -3,4 (3,2-3,6) В - 4,1 (4,0-4,2)		30 45	45 60	- -
3. Гречиха	Б - 1,4 (1,3-1,5) В - 1,7 (1,6-1,8)	Солома пшеницы 2,5-3 т/га	40 50	45 50	- -
4. Чечевица	Б - 1,7 (1,6-1,8) В - 1,9 (1,8-2,0)		- -	15 15	- -
5. Просо	Б - 2,1 (2,0-2,2) В - 2,6 (2,5-2,7)		- 30	15 15	- -
6. Подсолнечник	Б - 1,4 (1,3-1,6) В - 1,9 (1,8-2,0)		30 30	30 50	- -

 

Таблица 38 Способы внесения удобрений под культуры в севообороте №1 (1238,6 га)

Культура	Технология	Дозы удобрений (кг д.в./га)
		до посева	при посеве	в подкормки
1	2	3	4	5
Озимая пшеница	Б В	Р30 Р45	Р15 Р15	N30 N25 +N20
Гречиха	Б В	Р20+ N40 Р30+ N50	Р15 Р15	- -
Чечевица	Б В	- -	Р15 Р15	- -
Просо	Б В	- -	Р15 Р15	- N30
Подсолнечник	Б В	Р15 + N30 Р35 + N30	Р15 Р15	- -

 

Таблица 39. Сроки внесения и дозы конкретных удобрений под культуры севооборота №1 (1238,6 га)

Культура	Сроки и способы внесения			Технология		Виды и дозы удобрений (известь и органические в т/га, минеральные - кг/га)
Озимая пшеница	Под основную обработку почвы					Стебли подсолнечника		Аммофос
				Б		4-5		60
				В		4-5		90
	При посеве			Б-В		Аммофос - 30
		корневая подкормка в фазу выхода в трубку		Б		NH4NO3 - 85
		некорневая - в фазу налива зерна		В		1. NH4NO3 -70; 2. CO(NH2)2 -45
Гречиха		Врезание на 12-14 см до посева		Б В		Солома	СО(NH2)2			Аммофос
						2,5-3	85			80
						2,5-3	105			100
		При посеве		Б-В		Аммофос - 30
Чечевица		При посеве		Б-В		Аммофос (10:50) - 30
Просо		При посеве		Б-В		Аммофос (10:50) - 30
		Подкормка корневая в фазу кущения		Б-В		NH4NO3 - 85
Подсолнечник		Под основную обработку почвы		Б В		СО(NH2)2			Аммофос
						65			30
						65			60
При посеве			Б-В		Аммофос (10:50) - 30