Повышение эффективности минеральных удобрений

Агрохимической службой края ежегодно обследуется свыше 600 тыс. га пашни на нитратный азот. Так, за период с 2006 по 2012 год при ежегодной почвенной диагностике нитратного азота 60-80% обследованной площади пашни характеризовались низким содержанием этого элемента, т.е. менее 12 мг/кг почвы. Содержание нитратного азота является лимитирующим фактором почвенного плодородия во всех районах края. Весомая часть паровых полей, а именно 32,1% под посевы 2012 года имело низкое содержание нитратного азота, это означает, что содержание таких паров не оправдывает своего назначения, как в технологическом, так и в экономическом плане.

Таблица 5.12 - Почвенная диагностика на содержание нитратного азота

 

Год	Обследовано, тыс. га	Площадь с нитратным азотом менее 12 мг/кг
		тыс. га	%
2009	616,8	476,3	77,2
2010	558,9	359,8	64,4
2011	685,6	425,5	66,0
2012	649,7	437,0	67,3
2013	466,2	312,6	67,1

 

Большинство сельских товаропроизводителей ведут земледелие на фоне естественного почвенного плодородия, т.е. практически без применения минеральных и органических удобрений, а также других средств химизации, способных повышать плодородие почв, в основном за счёт использования паровых полей, распахивания пласта многолетних трав и залежных участков.

Отсутствие минеральных и органических удобрений, структура посевных площадей, ориентированная в основном на выращивание монокультур, а также ряд других факторов являются причиной отрицательного баланса питательных веществ в почвах пашни. Расчёт баланса питательных веществ зачастую показывает, что поступление их в почву не превышает 80%. В результате чего возникает острый дефицит элементов питания, что ведёт к снижению почвенного плодородия. Ежегодно сельскохозяйственные товаропроизводители края вносят около 35-37 тыс. тонн действующего вещества минеральных удобрений и около 1млн. тонн органических удобрений. Для достижения бездефицитного баланса питательных веществ требуется внесение около 50-55 тыс. тонн действующего вещества минеральных удобрений, для прекращения процессов снижения содержания гумуса в почвах необходимо резко увеличить внесение органических удобрений, в т.ч. соломы, сидератов и т.д.

Эффективность минеральных удобрений зависит от ряда факторов: влагообеспеченности полей, температурного режима, засоренности и системы обработки полей и т.д.

Таблица 5.13 - Вынос питательных веществ сорными растениями при различной засоренности посевов сельскохозяйственных культур, кг/га (обобщенные данные 150 полевых опытов)

Культура	Вынос NPK при степени засоренности
	слабой	средней	сильной
Средняя по всем культурам	12,8	41,3	186,7
В том числе: зерновые колосовые	12,7	41,1	158,9
кукуруза на зерно	8,9	62,1	109,4
картофель	10,9	40,5	116,8
сахарная свекла	17,4	59,8	191,7
лен-долгунец	28,1	78,6	234,2

 

Таблица 5.14 - Эффективность применения минеральных удобрений на посевах с различной засоренностью (Державин, 1987)

Культуры	Снижение прибавки урожая (%) от внесения минеральных удобрений на посевах с различным уровнем засоренности
	слабая	средняя	сильная
зерновые	3,4	6,4	12,0
сахарная свекла	14,6	29,2	58,4
картофель	13,3	26,6	53,2
овощные	21,3	42,6	85,2
плодовые и ягодные	4,2	8,4	16,8

 

До недавнего времени считалось, что растения используют до 80% азота удобрений. Коэффициент использования азота растениями определяли разностным методом (по разнице в выносе азота с урожаем при внесении азота и без внесения) и выражали в процентах от внесенного количества удобрения. Применение в агрохимических исследованиях метода меченых атомов позволило установить, что в полевых условиях растения усваивают непосредственно из удобрений только 30–50% азота. Однако при внесении азотных удобрений усиливается минерализация почвенного азота и усвоение его растениями. Коэффициенты использования азота различных форм азотных удобрений существенно не различаются. Превращение азота в органическую форму резко возрастает при запашке в почву органического вещества с низким содержанием азота. Закрепившийся азот медленно минерализуется и слабо усваивается растениями.

Потери азота при денитрификации нитратов, образующихся при нитрификации аммонийного азота почвы и аммонийных азотных удобрений и мочевины, а также из нитратных азотных удобрений, весьма существенны. Потери азота удобрений резко возрастают в парующей почве и достигают 50%. Наиболее интенсивно газообразные потери азота в ходе биологической и косвенной денитрификации происходят в первые 20 дней после внесения азотных удобрений и в условиях ограниченного биологического поглощения в почве. С увеличением доз азотных удобрений потери возрастают. Потери азота удобрений за счет вымывания нитратов на связных почвах незначительны, а на легких дренированных почвах с промывным режимом увлажнения могут составлять существенные величины. Большие потери за счет улетучивания аммиака наблюдаются при нарушении технологии внесения аммиачных форм жидких азотных удобрений, а также при поверхностном внесении и несвоевременной заделке мочевины на карбонатных и щелочных почвах.

Повышение эффективности азота удобрений и снижение потерь обеспечиваются при увеличении размеров усвоения азота сельскохозяйственными культурами за счет оптимизации режима и условий питания растений, а также агротехнических мероприятий и создания благоприятного водного режима и реакции почвы.

Под влиянием азотных удобрений усиливается минерализация органического вещества и возрастают не только усвоение растениями почвенного азота, но и его потери. Потери азота удобрений могут быть снижены за счет усиления иммобилизации или торможения минерализации органического вещества почв путем внесения органических удобрений, в том числе соломы, проведения агротехнических почвозащитных и природоохранных мероприятий, выращивания пожнивных и промежуточных культур, возделывания трав, использования зеленого удобрения.

Фосфорные удобрения в своем прямом действии используются растениями только на 10–15% (максимально 30%). Это связано со слабой способностью передвижения продуктов трансформации удобрения в почве. Эффективность различных фосфорных удобрений в первые годы после их внесения в почву определяется их химическим составом. При длительном взаимодействии с почвой туков все легкорастворимые удобрения примерно одинаковым образом воздействуют на плодородие почвы. Результативность действия труднорастворимых фосфатов зависит от скорости растворения их в почве.

При взаимодействии удобрений с почвой происходит формирование устойчивых минеральных соединений, состав которых зависит от особенностей почвы. В кислых почвах образуются преимущественно фосфаты полуторных окислов, в нейтральных и карбонатных почвах – фосфаты кальция. При внесении фосфорных удобрений в почве увеличивается запас фосфатов, повышается их подвижность, образуются соединения, лучше растворимые в почве и т. д. В чистом виде фосфорные удобрения в Красноярский край фактически не поступают. Дефицит фосфора закрывается за счет комплексных удобрений, в основном аммофоса и диаммофоса. Эти удобрения хорошо растворимы в воде, мало гигроскопичны, содержат азот и фосфор в хорошо усваиваемой растениями, преимущественно водорастворимой форме. Диаммофос и аммофос вносят в рядки при посеве под все культуры и в подкормку под пропашные культуры и овощные. Эффективность аммофоса выше, чем смеси простых удобрений, при равных дозах азота и фосфора.

Калийные удобрения эффективны на легких песчаных, супесчаных и на торфянистых почвах. Эти почвы бедны калием и внесение калийных удобрений сильно влияет на сельскохозяйственные культуры. Важным условием для эффективного применения калийных удобрений является обеспечение растений фосфором и азотом. На почвах, бедных азотом и фосфором, внесение калийных удобрений не даст должного эффекта. На суглинистых и глинистых почвах, содержащих много калия, потребность в нем у культур проявляется при одновременном внесении азотных и фосфорных удобрений. На богатых калием почвах (к таким относятся черноземы) потребность в этом элементе возникает только у культур, которым нужно его много (подсолнечник, кукуруза, гречиха и т.д.). На солонцах, которые богаты калием, калийные удобрения эффекта не дают, а их внесение приводит к засолению почв.

Таблица 5.15 - Коэффициенты использования питательных элементов

из удобрений в разные годы

Вид удобрения	Год действия	Коэффициенты использования, %
		N	Р2O5	K2O
Органические удобрения (навоз, компосты, зеленые удобрения)	1	20-25	10-15	30-40
	2	10-15	5-10	15-20
	3	5-10	5-10	5-10
Минеральные удобрения	1	50-60	15-25 (порошковидные) 25-35 (гранулированные)	50-60
	2	10-15	10-15	20
	3	5-10	5-10	10

Примечание:        В условиях орошения коэффициенты использования элементов питания возрастают на 20-30%. Минеральные удобрения, внесенные локально при посеве в рядки или при посадке в гнезда, могут использоваться в среднем: азотные – 50-80%, фосфорные — 40-60%, калийные — 50-70%.

 

Таблица 5.16 - Коэффициенты использования питательных элементов из почвы

Культуры	Р2O5	K2O
Зерновые	При анализе по методу Кирсанова
	5-7	7-8
Пропашные, бобовые травы	6-8	8-10
Зерновые	При анализе по методу Чирикова
	6-8	8-9
Пропашные, бобовые травы	7-9	9-11
Зерновые	При анализе по методу Мачигина
	5-6	6-7
Пропашные, бобовые травы	6-7	7-8

Примечание:        Растения из почвы усваивают 25% легкогидролизуемого азота и в весенний период до 20% нитратного азота.

 

Следует помнить, что все агрохимические мероприятия необходимо проводить при соблюдении экологических требований с применением средств защиты растений, а также контролируемой токсикологической обстановки.

 

Примерные системы удобрений для основных агроэкологических групп земель

Как сама система земледелия на адаптивно-ландшафтной основе, так и система удобрений должны быть максимально приближены к конкретному агроландшафту. То есть система удобрений должна иметь свой агроэкологический адрес.

Подтайга. Преобладают серые лесные и дерново-подзолистые почвы. На этих почвах достигается максимальная эффективность минеральных и органических удобрений. Эффективность удобрений на этих землях может ограничиваться повышенной кислотностью почв. Известкование в настоящее время в крае не применяется в связи с ликвидацией системы «Сельхозхимия», которая ранее занималась известкованием почв. Самостоятельно проводить известкования хозяйствам невыгодно из-за отсутствия специализированной техники и высоких затрат на доставку и внесение мелиорантов, которые имеются в крае в неограниченном количестве, но в настоящее время остаются невостребованными.

На кислых почвах целесообразно применять известьсодержащие удобрения и возделывать кислотоустойчивые культуры и сорта. К этим почвам адаптированы клевер, многолетние травы, озимая рожь, лён-долгунец. Как показывает опыт, отрицательное действие избыточной кислотности нивелируется повышенными дозами минеральных удобрений.

При экстенсивном земледелии регулирование питания растениями основывается на пополнении органического вещества почвы за счёт корневых и пожнивных остатков и соломы культур севооборота. Основная роль в сохранении плодородия почв отводится многолетним травам (особенно клеверу) и рациональному чередованию культур. При возможности применять удобрения в рядки.

При нормальном земледелии к перечисленным приёмам добавляется применение N30Р30 в рядки под зерновые и зернобобовые; весенняя подкормка озимой ржи и многолетних трав N30-40 (табл. 5.17).

С применением интенсивных технологий фосфорные и калийные удобрения на основе почвенной диагностики можно вносить в запас, но лучший эффект дает ежегодное внесение под отдельные культуры из расчёта Р30-60К30-60 на 1 га севооборотной площади. Азотные удобрения в дозах от 30 до 90 кг/га д.в. целесообразно применять перед посевом, локально и, по возможности, по вегетирующим растениям в подкормку. Наиболее предпочтительным приёмом внесения гранулированных удобрений (аммофос, диаммофос, нитроаммофос, нитроаммофоска) является рядковый.

Уточнение доз удобрений на планируемый урожай проводится по данным почвенной и растительной диагностики с учетом влагообеспеченности сельскохозяйственных культур в течение вегетационного периода.

 

Таблица 5.17 - Примерная система удобрений в севообороте (подтайга)

Культура в севообороте	Уровень интенсификации
	нормальный	интенсивный
Пар, однолетние травы	Измельченная солома предшественника (2-3 т/га); органические удобрения (40 т/га).	Измельченная солома предшественника (3-4,5 т/га); органические удобрения (60 т/га).
Озимая рожь	Рядковое внесение Р20; ранневесенняя подкормка N30 вразброс перед боронованием.	N30Р30К30 в рядки при посеве, ранневесенняя подкормка N30-40 вразброс перед боронованием или врезание сеялками
Пшеница	Рядковое внесение N20-30Р20-30	Рядковое внесение N30-60Р60К60 (см. сод-е N-NО3)
Ячмень+клевер Пшеница+клевер	Рядковое внесение N20-30Р30	Рядковое внесение N60-90Р60-90К60-90
Клевер 1 г.п.	Ранневесенняя подкормка N20-30 вразброс перед боронованием	Ранневесенняя подкормка N30-40 вразброс перед боронованием
Клевер 2 г.п.	Ранневесенняя подкормка N20-30 вразброс перед боронованием	Ранневесенняя подкормка N30-40 вразброс перед боронованием
Лён-долгунец	Рядковое внесение N20-30Р20-30К30	Рядковое внесение N20-30Р60-90К60-90
Пшеница	Рядковое внесение N20-30Р20-30	Рядковое внесение N60-90Р60-90К60-90
Овёс	Рядковое внесение N20-30Р20-30	Рядковое внесение N60-90Р60-90К60-90

 

Лесостепь (типичная). Характеризуется плоским и слабоволнистым рельефом. Преобладают темно-серые лесные почвы, чернозёмы оподзоленные и выщелоченные.

При нормальном земледелии питание растений регулируется за счет оставлении соломы в поле, расширении посевов многолетних трав и рядкового внесения сложных удобрений (табл. 5.18).

При интенсивном земледелии на гектар севооборотной площади необходимо вносить в среднем по 40-60 кг/ га д.в. азотных и фосфорных удобрений. Калийные удобрения в дозах К30-60 целесообразно вносить только при достижении максимальной продуктивности культур и в технологиях получения пивоваренного ячменя.

Фосфорные удобрения могут быть внесены как в запас на ряд лет, так и под отдельные культуры. Азотные удобрения вносят перед посевом или в рядки при посеве.

В настоящее время удобрения, за исключением азотных, применяются в сложных соединениях, поэтому система удобрений предусматривает совместное применение элементов питания, в первую очередь азота и фосфора (аммофос).

Уточнение доз удобрений на планируемый урожай проводится по данным почвенной и растительной диагностики с учетом влагообеспеченности сельскохозяйственных культур в течение вегетационного периода.

 

Таблица 5.18 - Примерные системы удобрений в севообороте (типичная лесостепь)

Культуры в севообороте	Уровень интенсификации
	нормальный	интенсивный
Пар	Измельченная солома предшественника	-
Пшеница	Рядковое внесение N20-30	N40-60Р20-40 под предпосевную обработку и в рядки при посеве
Ячмень	Измельченная солома предшественника; рядковое внесение N20-30	Измельченная солома предшественника; N40Р20-40 под предпосевную обработку и в рядки (К60-90 для пивоваренного ячменя)
Однолетние травы	Измельченная солома предшественника	Измельченная солома предшественника; N30-40 при посеве
Пшеница	N30-40 при посеве	N40-60Р40-60К40-60 при посеве
Овёс	Измельченная солома предшественника; N30-40 при посеве	Измельченная солома предшественника; N40-60Р40-60 под предпосевную обработку

 

Лесостепь (открытая). Характеризуется в основном ровным и слабоволнистым рельефом. Преобладают чернозёмы обыкновенные и выщелоченные.

При нормальном земледелии питание растений регулируется за счет оставлении соломы в поле, расширении посевов многолетних трав и рядкового внесения стартовых доз удобрений (табл. 5.19).

При интенсивном земледелии на гектар севооборотной площади необходимо вносить в среднем по 40-60 кг/га д.в. азотных и фосфорных удобрений. Калийные удобрения в дозах К30-60 целесообразно вносить только при достижении максимальной продуктивности культур и в технологиях получения пивоваренного ячменя.

Фосфорные удобрения могут быть внесены как в запас на ряд лет, так и под отдельные культуры. Азотные удобрения вносятся перед посевом или в рядки при посеве.

В условиях открытой лесостепи часто отмечается дефицит влаги, что требует обязательной корректировки систем применения удобрений. В засушливых условиях можно надеяться только на отдачу от азотных удобрений как наиболее растворимых. Фосфорные и калийные туки могут быть использованы только последующими культурами севооборота.

 

Таблица 5.19 – Примерные системы удобрений в севообороте (открытая лесостепь)

Культуры в севообороте	Уровень интенсификации
	нормальный	интенсивный
Пар	Солома предшественника	-
Пшеница +донник	N40 под предпосевную обработку (доза удобрений корректируется в зависимости от содержания в почве N-NО3)	N40Р40 под предпосевную обработку (К20-40 – в соответствии с почвенной диагностикой)
Донник	N20-30	N30-40
Ячмень	Сидерат (донник); N40	Сидерат (донник); N40-60Р40-60 (при возделывании пивоваренного ячменя – К40-60)
Овёс	Солома предшественника; N40	Солома предшественника; N60Р60