Система применения удобрений в севооборотах хозяйства 'Новый' Тужинского района
Министерство сельского хозяйства российской федерации ФГОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия»
Агрономический факультет
Кафедра почвоведения, агрохимии, мелиорации и землеустройства
Курсовая работа
Тема: «Система применения удобрений в севооборотах хозяйства «Новый» Тужинского района»
Выполнил: студент Воробьева Л.А.
Работу проверил: Кислицына А.П.
год
Содержание
Введение
. Сведения о хозяйстве
.1 Район, хозяйство, бригада, севооборот
.2 Характеристика почвенного покрова поля
.3 Характеристика климатических условий
. Техническое задание
.1 Набор культур и севооборот
.2 Биологические особенности минерального питания культур
. Известкование
.1 Нуждаемость почв в известковании
.2 Установление норм извести
.3 Выбор вида и времени внесения удобрения в почву
.4 Баланс кальция
. Гумус в почвах
.1 Запасы гумуса в почве
.2 Потери гумуса
.3 Синтез гумуса (источники органического вещества)
.4 Баланс гумуса
.5 Мероприятия по достижению бездефицитного баланса гумуса
. Применение органических удобрений
. Применение минеральных удобрений
.1 Расчет норм удобрений
.1.1 Балансовые методы установления норм удобрений
.1.2 Комплексные методы
. Баланс элементов питания
.1 Корректировка норм удобрений, прогноз изменения содержания фосфора и калия в почвах
. Схемы систем удобрений
. Хранение минеральных удобрений
. Учет эффективности применения удобрений
Вывод
Список литературы
Введение
Агрохимия (агрономическая химия) - наука, изучающая приёмы воздействия на химические и биохимические процессы, протекающие в почве и в растениях, минеральное питание растений, применение удобрений и средств химической мелиорации почв с целью улучшения плодородия почв и повышения урожайности.
Агрохимия - молодая наука, хотя многие приёмы агрохимии (применение органических удобрений) вошли в практику земледелия в глубокой древности и описаны еще в I веке. н. э.. Как наука она начала формироваться лишь в XIX веке, когда сложились основные представления о том, из чего состоят, чем и как питаются растения.
Цель агрохимической науки - создание наилучших условий питания растений с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой, определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения удобрений.
Основной задачей агрохимии является изучение круговорота веществ в земледелии и выявлении тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут повышать урожай или изменять его состав.
Питание растений это часть агрохимии. Не зная особенности питания растений, количество питательных веществ в почве и не применяя органические и минеральные удобрения невозможно получить высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Изучение свойств питания зеленых растений связывает агрохимию с физиологией растений. Задачи, поставленные перед агрохимией, занимает более широкие аспекты. Агрохимия, наряду с изучением питания растений, изучает пути направленные на получение высоких и качественных урожаев, поэтому агрохимия не является повторением физиологии растений.
Агрохимия связана также с земледелием. Так как динамика питательных веществ в почве тесно связано с обработкой почвы - это связывает агрохимию с земледелием. Правильное применение гербицидов и ядов связывает агрохимию с защитой растений. Не зная биологию вредителей и болезней растений невозможно вести правильную борьбу с ними.
Агрохимическая наука в основном изучает 4 проблемы: корневое питание растений, механизм плодородия почвы, круговорот веществ в земледелии и рациональное использование удобрений.
Систему удобрений лучше составлять для севооборота, например, пятилетней ротации. Это позволяет прогнозировать многогранное действие удобрений на почву, растения, в целом на агробиоценоз с учетом их прямого действия и последействия, а также характера предшествующей культуры.
Задачей курсового проекта является составление системы удобрения, которая позволяет получить потенциальный по влагообеспеченности урожай сельскохозяйственных культур выше компенсационного уровня при прогрессивном улучшении показателей свойств почвы, определяющих её плодородие и сохранение нормальной экологической ситуации в агроладшафтах.
.Сведения о хозяйстве
.1 Район, хозяйство, бригада, севооборот
Местоположение хозяйства. Землепользование СПК (колхоза) «Новый» расположено в южной части Тужинского района Кировской области и состоит из основного массива и 2-х чересполосных участков. Административно-хозяйственный центр расположен в с. Ныр, который находится в 15 км от районного центра пгт. Тужа и в 235 км от г.Кирова. Через с.Ныр проходит федеральная автомобильная дорога (А 119 «Вятка»). Сообщение с районным центром по дороге с асфальтным покрытием. Внутри хозяйства грунтовые дороги.
Производственное направление хозяйства - мясо-молочно-зерновое. В хозяйстве организована 1 бригада и при ней 5 ферм (КРС-1, СТФ-4) и 3 цеха.
Таблица 1 - Экспликация земельных угодий колхоза «Новый» Тужинского района Кировской области, % к общей площади
№ п/пУгодьяПлощадь, га% от общей площади земли1.Общая площадь74251003.Пашня, залежь, приусадебные земли452560,94.Сенокосы1401,95.Пастбища2203,06.Болото-03.Леса и кустарники238432,14.Прочие земли, не используемые в с/х1562,1
Большая часть земель хозяйства «Новый» используется под пашни. Пашня составляет 60.9% от общей площади хозяйства. Пашни постоянно используются, причем рационально, поэтому степень экологической устойчивости высокая.
Структура посевных площадей.
Культуры, входящие в севооборот:
.Ранний картофель
.Озимая рожь
.Ячмень с подс.клевера
.Клевер 1 г.п.
.Пшеница
Все культуры рентабельны для производства, внутрихозяйственного использования и для сбыта. Урожайность выращиваемых культур зависит от почвы, вносимых удобрений, увлажненности, окультуренности, климатических условий. Под картофель желательно внесение органики, под остальные культуры нужно минеральное питание. Клевер, как многолетняя бобовая культура, повышает плодородие почвы. В структуре посевов 1 год занимает пропашная культура, 3 года под зерновыми культурами и присутствует клевер 1 год.
Урожайность с/х культур. Озимая рожь - 14,6 ц/га, пшеница - 19.3 ц/га, ячмень - 21 ц/га, ранний картофель - 11 т/га - фактическая урожайность. По сравнению с районной урожайностью СПК (колхоз) «Новый» занимает 1 место.
Для получения более высоких урожаев можно больше применять органических и сложных минеральных удобрений, а также мочевины. Органические удобрения вносят по экономической возможности. 40% прибавки урожая получают за счет применения удобрений.
.2Характеристика почвенного покрова поля
Территория Кировской области - северо-восточная часть Русской равнины с пластовым холмистым рельефом. Территория землепользования хозяйства в разрезе крупного геоморфологического деления Кировской области относится к зоне Ярано-Кокшагской равнины (по Б.Ф.Добрынину) и представляет собой волнистую равнину с отдельными небольшими холмами. На территории хозяйства имеется большое количество понижений, ложбин. Расчлененность территории хозяйства овражно-балочной сетью небольшая. Овражно-балочная сеть представлена в основном балками древнего происхождения, но встречаются также растущие овраги. Их склоны выположены, задернованы, а днища узкие и в основном заболочены. Рельеф поймы рек Пижмы, Ярани, Немдежи имеет волнистый характер с чередованием повышений и понижений. Рельеф пойм осложняется наличием стариц и различных форм микрорельефа (кочек, небольших бугорков, микропонижений и т.п.)
В целом рельеф территории хозяйства благоприятен для механизированной обработки, величина полей удовлетворяет требованиям севооборотов. Но наличие большого количества понижений с переувлажненными почвами оттягивает сроки поспевания почв весной, затрудняет ведение уборочных работ осенью, что в целом снижает производительность сельскохозяйственных работ. Некоторые участки пашни и кормовых угодий в целях повышения плодородия нуждаются в осушительных работах.
Таблица 2. Показатели агрохимических свойств и гранулометрический состав генетических горизонтов почвенного профиля дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почвы на покровном суглинке
ПоказателиЕд.измеренияАпахА2В1В2оптимфактМощностьСм21810Содержание: физ. глины%18.2719.1425.83Ила%7.418.4430.16Гранулометрический составСуглинистыеЛегкий суглинокЛегкий суглинокЛегкая глинаГумус%2.5-3.02.241.080.43рНсол6.0-6.56.56.14.5НгМэк/1002-2.52.351.334.96АIподвижныйМг/100--0.4SМэк/10015-2012.9510.021.74VМэк/10085-9084.6088.2681.39Р2О5Мг/кг250-300801018.5К2ОМг/кг200-2501352537.5
При составлении системы удобрений необходимо будет учитывать, что содержание гумуса вниз по профилю уменьшается пропорционально. рНсоли также уменьшается, то есть реакция почвы становится кислее. В известковании почва не нуждается или в небольших количествах. Вымывание Са и Мg происходит в низлежащие слои. Гранулометрический состав к горизонту В1 изменяется от суглинка до легкой глины. В качестве органического вещества можно будет использовать навоз или компосты. Выгоднее вносить навоз так как поблизости есть фермы. Тяжелые металлы отсутствуют в профиле, поэтому никакие меры по снижению их содержания и подвижности не нужны. Микроэлементов немного, необходимо их внесение в почву. Характер распределения микроэлементов такой, что из пахотного горизонта они вымываются, но накапливаются в горизонте В1.
В список эдафически совместимых на данной почве сельскохозяйственных культур входят: рожь, овёс, просо, сорго, ячмень, гречиха, картофель, горох, подсолнечник, лен. Эти культуры выращивают на легко и среднесуглинистых почвах.
Содержание фосфора 80 мг/кг и калия 135 мг/кг в пахотном горизонте. Такое содержание фосфора соответствует среднему уровню, а содержание калия - среднему и повышенному уровню. Для зерно-пропашного севооборота оптимальные параметры содержания Р и К - 200:250. При достижении указанного содержания в почве фосфора и калия, достаточно ежегодного внесения только припосевного фосфорного удобрения. Для поля с однотипным почвенным покровом, гидротермическими условиями достаточно иметь один показатель - минимальные значения этих параметров, которые обеспечивают рентабельный урожай.
Задача земледельца - систематический контроль и поддержание этого уровня. Следовательно, представленные данные следовало бы считать не оптимальными, а минимальными.
1.3Характеристика климатических условий
Формирование почвенного покрова в значительной степени зависит от количества тепла, атмосферных осадков и других климатических факторов. Землепользование колхоза находится в третьем (южном) агроклиматическом районе Кировской области. Климат этого района характеризуется следующими показателями:
среднегодовая температура воздуха +1,4ºС;
абсолютный минимум температуры воздуха (-45º), (-49º)С (январь);
абсолютный максимум температуры воздуха (+36), (+39)С (июль);
среднегодовое количество осадков 500-600 мм;
гидротермический коэффициент 1,0-1,2.
запасы продуктивной влаги в почве: на начало вегетации - 174 мм, на конец вегетации - 149 мм;
продолжительность периода со снежным покровом в днях - 170-180;
средняя максимальная высота снежного покрова 40-70 см;
средняя продолжительность снеготаяния 23 дня;
запас воды в снеге - 120-140 мм и др.
Таким образом, климатические условия района в целом благоприятны для развития районированных сельскохозяйственных культур, но и в то же время ставят перед земледелием определенные трудности: жесткие сроки сева ранних яровых культур обуславливают наиболее ранние в области сроки сева озимой ржи, ограничивают период развития теплолюбивых культур. Всем этим неблагоприятным условиям следует противопоставить правильное соблюдение всех приемов зональной агротехники и высокую культуру земледелия.
Тезис о повышении засухоустойчивости, морозостойкости растений на фоне удобрений теоретически верный, но на практике определяется культурой земледелия. При своевременном и качественном проведении всех технологических операций по физически спелой почве удобрения действительно повышают, например засухоустойчивость растений. При нарушении сроков проведения полевых работ удобрения, наоборот, повышают чувствительность растений к засухе.
Приход ФАР, температура, содержание кислорода, углекислого газа в условиях полевых севооборотов заметному регулированию не поддаются, поэтому делаются расчеты потенциальной урожайности культур севооборота по обеспеченности влагой и даются рекомендации по адаптации приемов использования удобрений к местным погодно-климатическим условиям.
Потенциальная биологическая продуктивность с/х культур по влагообеспеченности рассчитывается по формуле:
П=[(P-C)*100]:[Kвп*(100-В)*О], где
П - потенциальный урожай, т/га
Р - осадки, т/га в год (1 мм осадков=10 т/га влаги),
С - сток, испарение, т/га в год (33% от Р),
Квп - транспирационный коэффициент (расход влаги в тоннах для синтеза тонны абсолютно сухого органического вещества),
В - стандартная влажность,
О - сумма отношений основной и побочной продукции.
Расчет продуктивности культур, входящих в севооборот:
·Ранний картофель:
П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-78)*1.7]=22.5 т/га
·Озимая рожь:
П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-14)*2.3]=4.3 т/га
·Ячмень:
П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-14)*2]=4.9 т/га
·Клевер (сочный корм):
П=[(5030-1660)*100]:[500*(100-78)*1]=30,6 т/га
·Пшеница:
П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-14)*2]=4.3 т/га
.Техническое задание
.1 Набор культур и севооборот
В условиях рыночной экономики, ввиду большого риска для инвесторов, особенно в АПК, практически инвестиций нет, АПК существует на принципе самоокупаемости и за счет незначительной бюджетной поддержки. Поскольку они весьма скудны, широко практикуется принцип селективных вложений. Обычно селективность применяется в отношении отдельных производителей с/х продукции, как правило, экономически состоятельных. Было бы целесообразно этот принцип распространить на отдельные поля, где возможна прибыльная урожайность с/х культур. Такой подход дает шанс работать и жить не только экономически состоятельным хозяйствам.
С учетом рыночной конъюнктуры продукции растениеводства и внутрихозяйственной потребности определяется набор культур целесообразного возделывания на данном поле. В связи с необходимостью привязки структуры посевных площадей к конъюнктуре рынка растениеводческой продукции, индивидуальный подход к набору, чередованию во времени культур и сортов для каждого поля придает понятию севооборот необходимую динамичность, реальную гибкость. Конъюнктурные культуры должны располагаться вблизи рынков сбыта, потребления. Следовательно, необходим специальный севооборот, насыщенный определенными культурами с короткой ротацией:
1.Ранний картофель
2.Озимая рожь
.Ячмень с подсевом клевера
.Клевер 1 г.п.
.Пшеница
Набор культур, их чередование по годам, обоснование уровня планируемого урожая по влагообеспеченности оформляем в виде таблицы.
Таблица 3 - Чередование, урожайность сельскохозяйственных культур в севообороте
ГодКультураУрожайность, т/гаФактическаяПлановаяПотенциальная по влагообеспеченности1Ранний картофель101222.52Озимая рожь1.462.044.33Ячмень с подс.клевера2.553.04.94Клевер 1 г.п.15.527.930.65Пшеница1.933.864.3
Севооборот зерно-травяно-пропашной. Фактическую урожайность увеличиваем на 20% и получаем плановую. Плановая урожайность меньше, чем потенциальная по влагообеспеченности, поэтому потенциал для развития большой.
.2 Биологические особенности минерального питания культур
Нет культур, не требовательных к почвенным условиям. Утверждения о меньшей или большей требовательности отдельных с/х культур к почвам, нельзя путать с их отношением к отдельным свойствам почв. Например, озимая рожь может произрастать при широком интервале рН, овес и клевер могут лучше усваивать труднодоступные соединения элементов питания, но это не повод для утверждения об их нетребовательности к почвенным условиям. Растения могут произрастать на любой почве, а нам нужен рентабельный урожай, который обеспечивается только на плодородной почве, при посеве качественными семенами, проведении всех полевых работ вовремя и качественно. Разговоры об интенсивных и иных технологиях не заслуживают внимания. Есть только одна технология - технология, которая обеспечивает рентабельный урожай.
При описании особенностей минерального питания растений необходимо знать требования культур к почвенным и другим условиям. При внесении органических удобрений (навоза, компостов) потребление элементов питания растениями идет длительное время, поэтому для данного севооборота лучше внести под ранний картофель, тем более, что последнее звено в севообороте - яровая культура. За ротацию дополнительно необходимо минеральное питание.
Озимая рожь хорошо отзывается на все основные минеральные удобрения - азотные, фосфорные и калийные. Наибольший урожай озимой ржи получают на почвах с повышенным и высоким содержанием элементов питания. Более полное представление о потребности растений в питательных веществах дает изучение динамики поступления их в отдельные фазы развития. На протяжении вегетационного периода, который длится около 200 дней, растения озимой ржи потребляют питательные элементы неравномерно. Озимая рожь уже в течение осеннего периода усваивает примерно до 40 - 50% конечного содержания элементов питания в урожае. Поступление их почти завершается к концу колошения, хотя к этому времени растения развивают не более 50 - 60% массы от конечного урожая. Значительное количество питательных элементов усваивается в период от всходов до конца кущения. Основную же часть элементов питания растения используют от кущения до конца колошения. Отсюда вытекает необходимость внесения удобрений до посева и при ранних подкормках.
Наибольшее количество элементов минерального питания яровые зерновые усваивают в период от выхода в трубку до колошения. Так, в период колошения, ячменем было усвоено азота, фосфора и калия около 67 % от максимального количества. Калий желательно вносить как основное удобрение.
У яровых зерновых культур (пшеница, ячмень, тритикале, овес) период вегетации короче, чем у озимых, а вынос элементов питания с урожаем у них одинаков. Следовательно, яровые зерновые потребляют элементы питания в более сжатые сроки, т.е. отличаются высокой интенсивностью поглощения элементов питания.
Яровые зерновые по-разному относятся к условиям произрастания. Более требовательны к уровню плодородия почвы ячмень и пшеница. Они лучше растут на плодородных почвах с рН=6-7.
Наибольшую потребность в азоте яровые испытывают в период от начала кущения до выхода в трубку, за это время они поглощают около 40% азота от потребляемого за весь вегетационный период. Недостаток азота в этот период приводит к нарушению формирования генеративных органов и снижению урожайности.
Критическим периодом фосфорного питания яровых зерновых является начальный период роста. Обеспеченность фосфором яровых зерновых в этот период способствует росту корневой системы, формированию крупного колоса, раннему созреванию растений. Фосфорные удобрения дают меньшую прибавку урожая, чем азотные, но без них растения хуже развиваются.
Наибольшее количество калия яровые культуры потребляют в первые периоды роста. Более высокая эффективность калийных удобрений отмечается при низкой обеспеченности почв обменным калием.
Поглощение питательных элементов у яровых зерновых заканчивается в основном к периоду колошение-цветение.
На формирование 1 т зерна они потребляют 30,4 кг азота,11,6 кг фосфора и 24,7 кг калия.
Дозы минеральных удобрений при возделывании яровых зерновых культур рассчитываются для каждого конкретного поля с учетом типа почвы и ее гранулометрического состава, планируемой урожайности, обеспеченности почвы подвижными соединениями фосфора и калия, предшественника, последействия органических удобрений.
Введение клевера в севооборот повышает плодородие почвы, поэтому он является отличным предшественником для многих культур. При азотфиксации клевер сам усваивает около 70% азота с помощью бактерий рода Rizobium. Поэтому необходимо учитывать этот фактор при расчете доз минеральных удобрений.
Процесс азотофиксации осуществляется засчет микроорганизмов-прокариот. Сложность решения этой проблемы определяется множеством форм азотфиксирующих микроорганизмов, сочетающих в себе разнообразные типы физиологии и метаболизма.
Для роста и развития картофелю необходимо повышенное количество питательных веществ. В составе сухого вещества картофеля насчитывается 26 различных химических элементов. Наибольшую потребность картофель испытывает в азоте, фосфоре, калии, кальции и магнии. Потребность в элементах питания возрастает по мере роста ботвы и достигает максимума в фазу цветения. В это время растения потребляют из почвы 60% азота и фосфора и более 50% калия. С началом отмирания ботвы потребность в элементах питания постепенно уменьшается и после ее засыхания прекращается.
В среднем для формирования 1ц продукции растения выносят из почвы 0,62 кг азота, 0,3 кг фосфора, 1,45 кг калия, около 0,4 кг кальция, и 0,2 кг магния.
Целевые технологии возделывания культур позволяют получать продукцию с заданными качествами, полноценный посевной материал.
3. Известкование
.1 Нуждаемость почв в известковании
Нуждаемость почв в известковании устанавливается с учетом содержания подвижного алюминия и показателей кислотных свойств генетических горизонтов почвенного профиля, руководствуясь агрогруппировкой почв. Данная почва относится ко 2 агрогруппе.
агрогруппа. Почвы подобны 1 агрогруппе, но с небольшим содержанием подвижного алюминия (в пахотном слое 4 мг на 100 грамм почвы). Здесь рекомендуется сначала вносить фосфоритную муку (в кислую почву), затем известковать.
Повышенная кислотность является основной причиной низкой продуктивности, отрицательное влияние которой на культурные растения и почвенную микрофлору усиливается появлением подвижного алюминия при значениях рН ниже 4.5. Вероятно, само по себе значение рН не имеет существенного значения для роста и развития растений. Установлено, что его отрицательное действие на растения проявляется при значениях ниже 3,5. Среди пахотных угодий практически таких почв нет. В кислой среде в растениях нарушаются процессы обмена с накоплением промежуточных соединений (нитратов, нитритов, простых углеводов, органических кислот и т.д.) вместо завершенных (белков, жиров, крахмала и др.). Растения теряют морозо- и жаростойкость, устойчивость к засухе, болезням и вредителям, задерживается прохождение отдельных фаз роста и развития.
Кислотные свойства почвы, состояние почвенно-поглощающего комплекса, его насыщенность катионами и ненасыщенность представляются весьма динамичными как в течение вегетационного периода, так и в процессе сельскохозяйственного использования угодий из-за многочисленности факторов, действующих на почву. Факторы, изменяющие реакцию среды:
ØВынос элементов питания урожаями
ØВымывание элементов питания
ØПродукты дыхания растений и микроорганизмов, минерализации органического вещества поставляются в ППК
ØПриход ионов в составе удобрений, гидролиз минералов.
Почвенная кислотность бывает активная и потенциальная. Потенциальная подразделяется на обменную и гидролитическую. Гидролитическая показывает почти полную потенциальную кислотность почвы.
Косвенное влияние повышенной кислотности и подвижного алюминия на растения и условия их минерального питания весьма многогранно:
.Подавляется микробиологическая активность в почвах, растения испытывают недостаток азота, углекислого газа, серы, фосфора и многих других элементов питания из-за ослабленного процесса минерализации
.Подвижные алюминий, железо могут связывать усвояемые соединения фосфора, образуя нерастворимые соли
.В кислой среде многие элементы теряют подвижность, например молибден, а другие, в том числе тяжелые металлы, могут активироваться.
.Ухудшаются физико-механические свойства почвы из-за разрушения структуры с нарушением благоприятного водно-воздушного режима.
В Апах на данном поле рН=6.5. это значение, которое приходится на наше время. Можно говорить о том, что раз сейчас нейтральная реакция среды, то раньше почвы известковали. Также со временем почвы будут подкисляться и лет через 6 она возможно будет нуждаться в известковании.
рН=6.5 - нейтральная реакция среды, поэтому на данный момент почву известковать не надо.
3.2 Установление норм извести
Считается, что наиболее точно норму известкового удобрения можно определить по величине гидролитической кислотности.
Теоретически норма извести, определенная по гидролитической кислотности, должна довести реакцию почвы до рН 8,2, однако в полевых условиях из-за недостаточного перемешивания и медленного взаимодействия извести с почвой реакция повышается до слабокислой или близкой к нейтральной (рН 5,5-6,5), благоприятной для большинства культур.
При установлении нормы извести в конкретных условиях учитывают, кроме величины кислотности, особенности культур севооборота и механический состав почвы. Полная норма, рассчитанная по гидролитической кислотности, не для всех растений и не на всех почвах является оптимальной.
Оптимальной может быть такая норма извести, которая сохраняет устойчивое и длительное действие на урожай культур и обеспечивает получение высокого экономического эффекта. Оптимальная норма может соответствовать гидролитической кислотности или составлять её часть.
Часто земледелец не располагает показателями гидролитической кислотности, степени насыщенности почвы основаниями по каждому севооборотному полю. Поэтому целесообразнее норму известковых удобрений, как и нуждаемость почв в известковании устанавливать по их принадлежности к определенной агрогруппе почв.
Данная почва с рН=6.5, поэтому норму извести не устанавливаем.
.3 Выбор вида и времени внесения удобрения в почву
Вид и время внесения в почву подбираются с таким расчетом, чтобы максимальный сдвиг показателя рН в сторону щелочного интервала совпал по времени с возделыванием на этом поле наиболее отзывчивых на известкование культур. Нужно учитывать время наступления максимального сдвига рН в сторону щелочного интервала и продолжительность последействия химических мелиорантов. В качестве их используют быстродействующий синтетический карбонат или долгодействующую известняковую муку из природных известняков. Химические мелиоранты выбирают с таким учетом, через какое время необходимо их действие и на сколько необходимо сдвинуть рН в щелочную сторону.
.4 Баланс кальция
Вынос кальция из корнеобитаемого слоя почвы осуществляется инфильтрационными водами (возрастает по мере усиления увлажненности, ослабления плотности растительного покрова). Потери могут возникать при эрозионном сносе и при выносе с урожаем.
Приход кальция в почву может быть в составе известковых, органических и минеральных удобрений. При сочетании под одной культурой известкования с фосфоритованием почв фосфоритную муку лучше внести осенью под основную обработку, а известь - весной под перепашку или культивацию зяби.
Баланс кальция служит теоретическим обоснованием степени удовлетворения (обеспеченности кальцием) потребностей растений и почв в известковых удобрениях, а также оценок интенсивности и результативности известкования почв и прогнозов возможных изменений реакции почвенной среды.
По анализу приходных и расходных статей баланса кальция известкование почв подразделяют на основное (мелиоративное), обеспечивающее сдвиг реакции до оптимального уровня pH, и поддерживающее, компенсирующее потери кальция из почв и стабилизирующее достигнутый уровень реакции.
Таблица 4 - Общая потребность в известковых удобрениях
КультурыПлановая урожайность, т/гаНорматив выноса СаО с плановой урожайностью, кг/тВынос СаО, кг/гаВысос СаСО3, кг/гаВымыв СаСО3, кг/гаВынос с эрозионным сносом, кг/гаСумма потерь СаСО3, кг/гаРанний картофель128.399.6178.3300-478.3Озимая рожь2.043.87.7513.9150-163.9Ячмень с подс.клевера3.04.312.923.1150-173.1Клевер 1 г.п.27.923.5655.71173.7150-1323.7Пшеница3.863.814.726.3150-176.3Итого2315.3
По данным таблицы наибольший вынос из почвы СаСО3 наблюдается у бобовых культур - клевера. Следующий по выносу - ранний картофель и одинаковое использование у зерновых культур. Всего за ротацию необходимо внести 2315.3 кг/га извести. Агрегаты, используемые для внесения - КСА-3, МВУ-5. МКР - специальные мешки, весом до тонны. В них транспортируют известь.
4. Гумус в почвах
.1 Запасы гумуса в почве
Содержание гумуса в почве каждого почвенно-климатического района представляет собой некую константную величину, она варьирует в пределах определенного лимита и прирост его количества связан с длительным периодом окультуривания с применением достаточно высоких доз органических удобрений, расширением посевов бобовых культур, сокращением площадей чистых паров. И.В.Тюрин указывал, что «…при известных постоянных условиях в отношении поступления и разложения накопление органического вещества в почвах имеет предел, выше которого накопление невозможно». Интенсивность накопления гумуса во многом определяется свойствами самой почвы.
По В.В. Докучаеву формирование гумусового профиля происходит путем проникновения гумусовых веществ с нисходящими токами воды, что не всегда согласуется с типами водного режима. П.А. Костычев указывал, что глубина накопления гумусовых веществ хорошо согласуется с глубиной проникновения корней. Указывается, что в нижних горизонтах профиля преобладают фульвокислоты - вероятно здесь мало гуминовых кислот.
Хотя гумус распределяется по всему профилю почвы, основная его масса сосредоточена в пахотном слое и поэтому все расчеты ведутся применительно к этому слою.
Общий запас гумуса в пахотном горизонте = Г*П*Д, где
Г - содержание гумуса, %
П - мощность пахотного слоя, см
Д - объемная масса почвы:
Песчаные и супесчаные - 1.4
Легкосуглинистые - 1.3
Средние и тяжелосуглинистые - 1.2.
Общий запас гумуса в данной почве = 2.23% * 21см * 1.2 = 56.2 т/га
.2 Потери гумуса
В настоящее время у всех сложилось устойчивое мнение об уменьшении содержания гумуса в почвах. Действительно, потери гумуса из пахотных почв возможны в силу разных причин:
·Усиление минерализации органического вещества вследствие интенсивной механической обработки, известкования, преимущественного применения минеральных удобрений, расхода органического вещества на формирование урожая, что не позволяет компенсировать естественную убыль гумуса;
·Недостаточное поступление в почву органических остатков в силу низких урожаев и недостатка органических удобрений. В нормально сформированной системе земледелия более 50% элементов питания растений должны возвращаться в почву в составе органического вещества (опад, стерня, корневые остатки, органические удобрения и т.д.), в ВКЗП их доля не превышает 25%.
·Потери гумуса при эрозии и дефляции. Эти потери будут еще значимее из почв легкого гранулометрического состава. «…Мало того: и тот гумус, который попал в песчаную почву, имеет сравнительно немного шансов, чтобы сохранится там; во-первых, здесь гумусу не с чем соединиться, во-вторых, благодаря пористости песков он скорее сгорит на воздухе и даст конечные продукты гниения» - отмечал В.В. Докучаев.
Таблица 5 -Прогноз минерализации гумуса
ГодКультураМинерализация гумуса%т/га1Ранний картофель3.21.82Озимая рожь1.951.1.3Ячмень с подс.клевера1.760.94Клевер 1 г.п.1.80.95Пшеница1.760.9Итого за 5 лет-5.6
Убыль гумуса может быть следствием эрозионного сноса гумусового слоя с припашкой лишенного гумуса подпахотного слоя.
По данным таблицы видно, что в данном севообороте потери гумуса больше у раннего картофеля, затем идет озимая рожь. Примерно одинаково минерализация проходит у ячменя, клевера и пшеницы. Чем выше плотность травостоя на пашне, тем меньше потерь гумуса.
Потери гумуса при эрозионном сносе пашни для условий Кировской области могут быть приняты в следующих размерах (т/га):
на сильносмытых почвах……..0.3
на среднесмытых……………...0.15
на слабосмытых……………….0.03
.3 Синтез гумуса (источники органического вещества)
Источником органического вещества в хозяйстве «Новый» является навоз. Выход навоза определяется из расчета накопления 6 тонн подстилочного навоза от условной головы за стойловый период (210 суток)
Таблица 6 - Выход навоза
№Вид животныхПоголовьеВыход навоза, тПо видамУсл.гол.1КРС, взрослое стадо1641649842Молодняк КРС: до 1 года164331983Старше 1 года200100600Итого1782
По таблице видно, что общий выход навоза составляет 1782 т/год. Площадь пашни в хозяйстве - 4525 га. При пересчете на 5 лет на гектар пашни приходится 1.95 т навоза при внесении 1 раза за ротацию севооборота.
Как источник органического вещества для удобрительных целей торф и сапропель использовать не можем в данном хозяйстве, так как поблизости нет месторождений их залежей. Если привозить их, то это экономически не выгодно. Зато рядом в 5 км есть большое деревообрабатывающее предприятие. Очень много древесной стружки просто утилизируется или вывозится на свалку, поэтому возможно этот продукт включить в список удобрений. В качестве сидератов в нашем хозяйстве можно использовать бобовые травы, пропашные культуры, такие как подсолнечник или кукуруза, так как на семена в наших климатических условиях их не вырастить. Насытить пашню органическим веществом в некоторой мере возможно запашкой пожнивных и корневых остатков.
Таблица 7 - Прогноз синтеза гумуса
СубстратСинтез гумуса, тНаименованиет/гаИз 1 тонныВсего, т/гаНавоз1.950.070.14Солома зерновых10.590.181.9Картофель1.560.060.09Корневые, пожнивные остатки:Озимой ржи3.060.180.55Ячменя2.70.180.49Клевера7.00.181.26Пшеницы3.10.180.56Итого4.99 т/га
При низких урожаях сельскохозяйственных культур относительная доля растительных остатков возрастает, а абсолютные величины выше на высокопродуктивных почвах.
.4 Баланс гумуса
В почвах одновременно идет минерализация гумуса с высвобождением элементов питания в доступной растениям форме и его синтез. В случае преобладания синтеза над минерализацией обеспечивается расширенное воспроизводство гумуса (почвенного плодородия). Факторы, определяющие интенсивность этих процессов, те же, что и для органического вещества:
·Тепло
·Влага
·Наличие свежего органического вещества
·Благоприятная реакция почвенного раствора
·Качество гумусовых веществ
Основные расходные статьи баланса гумуса в земледельческой провинции - это минерализация и эрозия и дефляция почвенного покрова.
Приходные статьи баланса гумуса связаны с поступлением в почву растительных остатков после уборки урожая, масштабами применения органических удобрений и возможным синтезом гумуса.
Количество органических удобрений, необходимое для синтеза гумуса в размере его дефицита, определяется по формуле:
НОУ = Дг: Кг,
где: НОУ - насыщенность пашни органическими удобрениями, необходимая для создания бездефицитного баланса гумуса, т/га;
Дг - дефицит гумуса в т/га за ротацию севооборота;
Кг - коэффициент гумификации субстрата.
Дефицит баланса гумуса в хозяйстве за звено севооборота составил 0.61 т/га.
НОУ=0.61:0.07=8.7 т/га
Следовательно, за ротацию севооборота необходимо заготовить 10.65 (в том числе 1.95 т навоза) т/га торфонавозного компоста или любое другое эквивалентное (по синтезу гумуса) количество органического вещества. По 10 тонн не вносят, поэтому увеличим это значение до 30 тонн, в состав которого будет входить фосфоритная мука.
.5 Мероприятия по достижению бездефицитного баланса гумуса
В этом разделе предусматриваются мероприятия по снижению потерь гумуса и по увеличению прихода органического вещества.
Снижение гумуса в данном севообороте не происходит из-за отсутствия чистого пара, земель с промывным режимом и большим уклоном.
Увеличить приход органического вещества можно засчет сидеральных паров, также пожнивных и корневых остатков зерновых культур, применения органических удобрений, в том числе солома зерновых. Можно использовать отходы деревообрабатывающего предприятия.
5. Применение органических удобрений
Из органических удобрений наиболее доступным и ценным является навоз. Навоз - это местное удобрение, которое состоит из твердых и жидких выделений животных, смешанных обычно с подстилочным материалом. В зависимости от вида животного он подразделяется на коровий, конский, свиной, овечий, кроличий, птичий. Качество навоза зависит от содержащихся в нем элементов питания.
Навоз содержит азот и зольные вещества, которые уменьшают кислотность почвы. Навоз служит источником поступления углекислого газа в растение. Углекислый газ, в свою очередь, усиливает синтез органического вещества растениями, улучшая условия их минерального питания.
Из потребляемого животными корма в навоз уходит около 40% органического вещества, 50-70% азота, 80% фосфора и до 90% калия. Навоз считается одним из важнейших и наиболее распространенных органических удобрений. Его качество зависит от вида животных, корма, подстилки, а также способов и сроков его хранения. Чем питательнее корма, чем больше белка в них содержится, тем богаче навоз животных минеральными веществами.
Подстилка, поглощающая большое количество мочи, улучшает качество навоза. В качестве подстилки для навоза служит солома, которую следует подстилать в виде резки длиной 12-15 см. Соломенная резка впитывает большее количество мочи и лучше сохраняет азот, облегчает заделку в почву навоза. Навоз хорошего качества получается при использовании подстилки из сухих листьев. Она хорошо поглощает аммиак и углекислоту, в несколько раз лучше, чем солома. В качестве подстилки можно также применять торф, который отлично впитывает мочу и газы, в 3-4 раза лучше, чем солома. Особенно качественной считается подстилка из сфагнового торфа. Она снижает до минимума потери азота. При использовании 2 кг торфа на голову крупного рогатого скота они составляют 25%. Для того чтобы торф лучше впитывал жидкие выделения животных, его следует подсушивать. Влажность торфа должна быть не ниже 30% и не выше 50-60%. Навоз на торфяной подстилке считается более эффективным по сравнению с навозом на соломенной. Навоз с подстилкой из опилок уступает по качеству навозу на соломенной подстилке, так как опилки медленно разлагаются. Такой навоз следует вносить в почву в осенний период, желательно после компостирования. С другой стороны, навоз на подстилке из опилок легко заделывать в почву, к тому же он хорошо рыхлит ее. Также в качестве подстилки можно использовать подсушенные осоку, мякину, листву, хвою, картофельную ботву и другие материалы органического происхождения, впитывающие влагу. Чем лучше подстилка впитывает влагу и поглощает газы, тем больше она ценится. Подстилка считается качественнее, если она сама содержит питательные вещества и быстро разлагается в почве.
Важно правильно хранить навоз, иначе он может потерять большое количество полезных веществ. В первую очередь теряется азот, который может вымываться или переходить в газообразное состояние и улетучиваться. Для того чтобы уменьшить потерю азота, в навоз следует добавлять минеральное фосфорное удобрение: на 1 т навоза - 15-25 кг фосфоритной муки или суперфосфата. Фосфорные удобрения лучше добавлять в свежий навоз и тщательно перемешивать. Эту процедуру легче проводить следующим способом: разбросать фосфорное удобрение по навозу на скотном дворе при отсутствии на нем животных. При уборке навоза и складывании его в навозохранилище удобрение хорошо перемешается с навозом. Можно использовать другой способ. Каждый раз при укладке навоза в основную кучу следует добавлять порцию фосфорного удобрения, которое затем при погрузке навоза и укладке его в кучи дополнительно перемешается.
Наилучшее время для заделки навоза является осень. Но в это время обычно удобрений бывает недостаточно. Поэтому зачастую навоз завозят зимой, а внесение его в почву производят ранней весной. Зимнюю вывозку следует проводить в неморозные дни, чтобы навоз во время перевозки не успевал замерзнуть. Для удобрения площадки специально очищают от снега. Плотность укладки навоза влияет на его качество. Навоз, уложенный рыхло, быстро разлагается и теряет большое количество органического вещества и минерального азота. Для того чтобы навоз сильно не разлагался, его укладывают в штабеля небольшими слоями, уплотняя каждый слой.
Навоз, предназначенный для удобрения, не должен иметь всхожих семян сорняков, неразложившихся грубых остатков кормов. Должно быть оптимальное соотношение азота: фосфора: калия = 1: 1: 1 при незначительных потерях при хранении. Солому необходимо заделывать в измельченном виде.
Лучшее хранилище для навоза - поле, куда надо каждый день его вывозить. Плошадь поля - 42га, размеры 1050 на 400 метров. Норма внесения навоза - 30т/га. В хозяйстве имеется 2 погрузчика ПФП-1.2, грузоподъемностью 1.5т (100т/час), которые будут работать в 2 противоположных рядах штабелей. Время загрузки разбрасывателя РОУ-6 (грузоподъемностью 6т, ширина захвата 6м) - 3.3минут (100т за 60 минут - 6т за х минут). При данной норме внесения с одной загрузки можно удобрить площадь в 2000 кв.м., а рабочий ход агрегата составит - 333 м. Это расстояние при скорости 5 км/ч агрегат проходит за 4 минуты. Для синхронной работы на каждый погрузчик надо иметь 2 разбрасывателя навоза (один находится под погрузкой, другой в работе).
При расположении рядов штабелей с интервалом примерно 220м длина холостых пробегов будет минимальной. При длине поля 1050м на поле целесообразно разместить 5 рядов штабелей. Расход навоза составляет 1т на каждый метр ширины захвата агрегата. Следовательно, при ширине поля 400м в каждом ряду штабелей надо иметь 400 тонн навоза, а в штабелях 2 крайних рядов - вдвое меньше (разбрасывание идет только в одну сторону от штабеля). Если расположить удобрения сплошной лентой, практически холостых пробегов не было бы, но это не реально, надо формировать штабеля. Оптимальная ширина штабеля органических удобрений - 5-6м, высота до 2 м (при этом на 1 пог.м штабеля приходится около 8 т удобрений), длина - 10-20м. В нашем случае в ряду может быть 2 штабеля по 150 т навоза, а в штабелях крайних рядов по 90 т.
6. Применение минеральных удобрений
Потребность в минеральных удобрениях определяется с учетом биологии минерального питания возделываемых культур и сортов, уровня планируемых урожаев и применения органических удобрений, содержания в почве усвояемых соединений элементов питания. При этом необходимо учитывать последействие удобрений и биологии предшествующей культуры. Поэтому все расчеты ведутся, по меньшей мере, для пятилетнего звена севооборота по каждому полю в порядке:
установление норм удобрений для каждой культуры звена севооборота;
составление баланса элементов питания в звене ротации севооборота;
корректировка норм удобрений с учетом баланса элементов питания в севообороте, достижений науки и передового опыта по минимизации количества удобрений и затрат на их применение;
выбор доз, удобрений и приемов, способов их использования.
.1 Расчет норм удобрений
Существует много способов расчета норм удобрений, но в практике используются лишь немногие. Первый способ, по которому мы будем рассчитывать - это расчет норм удобрений по нормативам затрат, который производится по формуле:
НN = У * ЗN * КN,
где: HN - N, кг/га;
У - планируемый урожай, т/га;
ЗN - норматив затрат азота (фосфора, калия);
КN - поправочный коэффициент к нормативам затрат.
Коэффициент к нормативам затрат:
темно-серые лесные почвы …………………....0,8
светло-серые лесные почвы …………….……..0,9
дерново-подзолистые суглинистые почвы.1,0 (0,8 для фосфора и калия)
дерново-подзолистые супесчаные почвы …….1,2
Расчет по севообороту:
1.Ранний картофель HN = 12,0 * 4,7 * 1,0 = 56,4 кг/га
HP2O5 = 12,0 * 4,5 * 0,8 = 43,2 кг/гаK2O = 12,0 * 5,0 * 0,8 = 48,0 кг/га
2.Озимая рожь HN = 2,04 * 33,0 * 1,0 = 67,3 кг/га
HP2O5 = 2,04 * 33,0 * 0,8 = 53,9 кг/гаK2O = 2,04 * 28,0 * 0,8 = 45,7 кг/га
3.Ячмень с подс. клевера HN = 3,0 * 33,0 * 1,0 = 99,0 кг/га
HP2O5 = 3,0 * 33,0 * 0,8 = 79,2 кг/гаK2O = 3,0 * 28,0 * 0,8 = 67,2 кг/га
4.Клевер 1 г.п. HP2O5 = 27,9 * 9,6 * 0,8 = 214,3 кг/га
HK2O = 27,9 * 12,6 * 0,8 = 281,2 кг/га
5.Пшеница HN = (3,86 * 33,0 * 1,0) - 20% = 101,9 кг/га
HP2O5 = 3,86 * 33,0 * 0,8 = 101,9 кг/гаK2O = 3,86 * 28,0 * 0,8 = 86,5 кг/га
Таблица 8 - Нормы удобрений по нормативам затрат
КультураNP2O5K2OРанний картофель56.443.248Озимая рожь67.353.945.7Ячмень с подс.клевера9979.267.2Клевер 1 г.п.-214.3281.2Пшеница101.9101.986.5
По нормативам затрат в наибольшем количестве минеральных удобрений нуждается клевер и пшеница, которая является заключительным звеном в данном севообороте.
Этот метод обычно используется для прогнозного определения потребности хозяйства, бригады, севооборота в удобрениях.
Второй способ - метод поправок к среднерекомендуемым дозам.
Таблица 9 - Расчет норм минеральных удобрений по среднерекомендуемым дозам
КультурыNP2O5K2OРанний картофель4011060Озимая рожь808080Ячмень с подс.клевера608030Клевер 1 г.п.-8040Пшеница608030
По данным таблицы видно, что нуждаемость в фосфоре примерно одинаковая по всем культурам, в азоте и калии колеблется, но не сильно.
Преимущества метода: простота, особенно при отсутствии данных, характеризующих почвенные условия хозяйства, выноса и использования элементов питания почвы и удобрений.
.1.1 Балансовые методы установления норм удобрений
Эти методы соответствуют современным тенденциям биологизации и основным биологическим законом земледелия. Суть метода - возврат в почву отчуждаемых урожаями элементов питания и восполнение их потерь при эрозионном разрушении почв и вымывания инфильтрационными водами. Этот метод позволяет контролировать общий баланс элементов питания за ротацию севооборота.
Таблица 10 - Расчет норм удобрений балансовым методом
№ Культура, урожайностьРанний картофель 12т/гаОз.рожь 2.04т/гаЯчмень с подс.клев. 3т/гаКлевер 1г.п. 27.9т/га-з.к. (7т/га-сено)Пшеница 3.86т/гаПоказатели NP2O5K2ONP2O5K2ONP2O5K2ONP2O5K2ONP2O5K2O1Вынос урожаям: кг/т6.2 2.4 14.530 12 26 3011 22 5 2.2 7 30 11 25 Кг/га74.428.817461.224.553903366139.561.419511642.596.52Содержание в почве: мг/кгх80135х80135х80135х80135х80135х240405х240405х240405х240405х240405Кг/га3Используется из почвы: %х7.228.2х4.98.7х7.113.9х6.121.4х5.56.9Кг/гах17.3114х11.835.2х1756.3х14.686.7х13.227.94Необходимо внести в удобр., кг/га74.411.56061.212.717.890169.7139.546.8108.311629.368.65Вносится ОУ: т/га30--------------NPK в ОУ, кг/га12357123------------6Q из ОУ:%252550201015105-------Кг/га30.7514.2561.5024.65.718.512.32.97Биомасса укосных сидератов, т/га---------------№ Культура, урожайностьРанний картофель 12т/гаОз.рожь 2.04т/гаЯчмень с подс.клев. 3т/гаКлевер 1г.п. 27.9т/га-з.к. (7т/га-сено)Пшеница 3.86т/гаПоказатели NP2O5K2ONP2O5K2ONP2O5K2ONP2O5K2ONP2O5K2O8Вносится в сидератах, кг/га---------------9Используется из сидератов: % Кг/га---------------10Накоплена биологического азота, кг/гаНадземная …… Подземная ……97.6 7011Используется азота биолог.: %10025Кг/га167.617.9Всего, кг/га30.7531.55175.524.617.553.712.319.956.3167.614.686.717.913.227.9Необходимо вносить в МУ, кг/га43.7--36.67-77.713.19.7-46.8108.398.129.368.6Q из МУ, %6011.880701370701645-23.7856011.660Необходимо вносить с учетом Q, кг/га72.8--52.353.8-11181.921.6-197.5127.4163.5252.6114.3
Балансовый метод установления норм удобрений лучше других, так как расчеты ведутся для каждой конкретной культуры, учитываются выносы элементов питания, их приход, использование из сидератов, азотфиксация. В результате находим конкретное количество удобрений, необходимое для внесения.
Метод элементарного баланса является наиболее распространенным, так как в нем применяют наиболее сильно колеблющиеся под влиянием множества факторов коэффициенты использования элементов почвы и более устойчивые коэффициенты использования удобрений. Метод расчетов на планируемую прибавку урожая более надежный, так как здесь обеспеченность почв питательными элементами учитывают с помощью поправочных коэффициентов к дозам, которые колеблются в зависимости от разных факторов меньше. Балансовый метод является лучшим, так как он позволяет одновременно регулировать и обеспеченность почвы питательными элементами.
Специфичность характера накопления, трансформации, миграции элементов - биофилов и гумуса - предопределяет необходимость рассмотрения баланса каждого из них отдельно.
Целесообразная продолжительность периода наблюдений - цикл ротации культур или за межтуровые периоды агрохимического обследования сельскохозяйственных угодий, так как:
·Ежегодные исследования не раскрывают объективное состояние баланса ввиду неравномерного распределения по годам прихода и расхода веществ (навоз, известь, да и другие удобрения вносятся с определенной периодичностью);
·Вынос элементов и веществ урожаями разной величины и разных культур варьирует по годам.
Величина земледельческой площади должна быть достаточно представительной, целесообразны расчеты по каждому полю и севообороту.
6.1.2 Комплексные методы
Эти методы получили широкое распространение в фермерских хозяйствах Европы, особенности которых сводятся к следующим положениям:
ØУстанавливается минимальный уровень содержания элементов питания, в том числе микроэлементов, оптимальный уровень кислотности по каждому полю. Систематически контролируют содержание в почве фосфора, калия, кальция, магния и целого ряда микроэлементов. В случае снижения их содержания ниже минимального, вносят в почву необходимые удобрения;
ØНормы удобрений рассчитываются по каждому полю для всех культур звена севооборота, чтобы полнее учитывать последействие предшественника и удобрений, в том числе внесенных в запас;
ØЕжегодно уточняют норму азотных удобрений, бактериальных и других препаратов;
ØНорма удобрений состоит из «поддерживающего» для восполнения выноса элемента питания урожаями, инфильтрационными водами, необменной фиксации и из «восстанавливающего» для обеспечения накопления элемента питания в почве до уровня, необходимого для данного севооборота;
ØЭффективность системы удобрения контролируется величиной урожая сельскохозяйственных культур и характером изменения содержания элементов питания в почве. Предпочтение отдается почвенным анализам. Считается, что на хорошо сбалансированной по всем показателям почве не может формироваться урожай плохого качества.
удобрение севооборот гумус известкование
7. Баланс элементов питания
Д.Н. Прянишников суть сложной биологической системы, где происходит синтез органического вещества, представлял в виде треугольника «почва - растение - удобрения», где стрелки обозначают взаимодействие и взаимообусловленность элементов этой системы.
Баланс биогенных элементов и веществ в земледелии характеризует количественные отношения их прихода и расхода с единицы площади за определенный промежуток времени. Объекты земледелия организованы в незамкнутую систему, для которой характерны приход и расход всех составляющих, причем конкретные их величины специфичны, многомерны и динамичны. Применительно к агрономической химии - это приход и расход элементов питания и гумуса с единицы земледельческой площади за определённый промежуток времени, что известно под названием баланс биогенных элементов и веществ.
Активный баланс - количественные изменения доступных растениям форм элементов питания за определенный период времени и площади севооборота.
Пассивный баланс подразумевает эти изменения применительно к общему количеству элемента в почве.
Для решения задач производственного характера, агроэкологического мониторинга достаточно учитывать общий приход и расход биофильных элементов и веществ. При этом не имеет принципиального значения состояние непосредственной их доступности растениям в данный момент. В почвах постоянно идут процессы их мобилизации и иммобилизации, то, что сейчас недоступно растениям, завтра может перейти в усвояемую форму и наоборот. Важно сохранить общее количество гумуса, азота и других элементов на уровне, обеспечивающем нормальную, экологически безопасную и экономически целесообразную продуктивность пашни, сельскохозяйственных культур.
Для этого определяют:
общий вопрос, определяемый по содержанию элементов питания во всей массе растения (включая опад, корни и т.д.)
хозяйственный вопрос, характеризуемый количеством элемента в товарной части урожая (основной и побочной продукции), отчуждаемой с поля.
Таблица 11 - Баланс элементов питания, кг/га
Показатели Культуры Всего за ротациюРанний картофельОзимая рожьЯчмень с подс.клевераКлевер 1.г.п.Пшеница Азот Расход:вынос урожаями74.461.2122139.5116513Вымывание157.57.57.57.545Эрозионный снос------Всего за ротацию- 558Приход: азотфиксация---167.6-167.6В удобрениях-органических123----123минеральных408060-60240Всего за ротацию+ 530.6Баланс: кг/га в год, %- 27.4 95.1%ФосфорРасход:вынос урожаями28.824.53361.442.5190.2Эрозионный снос------Всего за ротацию- 190.2Приход: в удобрениях-органических57+171228минеральных11080808080430Всего за ротацию+ 658Баланс: кг/га в год, %+ 467.8 346%КалийРасход:вынос урожаями174536619596.5584.5Эрозионный снос------Всего за ротацию- 584.5КалийПриход: в удобрениях-органических123----123минеральных6080304030240Всего за ротацию+ 363Баланс: кг/га в год, %- 221.5 62.1%
По фосфору баланс положительный и составляет 346%, по азоту и калию отрицательный - 95.1% и 61.1%.
Определение состояния баланса элементов питания в земледелии дает возможность:
контролировать направление и интенсивность изменений количества и состояния (качества) элементов питания;
научно обоснованно корректировать количества и состав применяемых удобрений;
научно обоснованно подбирать технологические элементы (набор, чередование культур, способы обработки почвы, способы борьбы с вредителями и болезнями, способы регулирования гидротермического режима поля и т.д.), чтобы исключить деструкцию полезных свойств почвы (физических, биохимических, биологических);
обосновать приемы биологизации земледелия с целью создания автотрофных биогеохимических систем на основании внутрихозяйственного оборота органического вещества и биофильных элементов.
7.1 Корректировка минеральных удобрений, прогноз изменения содержания фосфора и калия в почвах
Очень важное значение при корректировке рекомендуемых норм удобрений под сельскохозяйственные культуры имеет уровень эффективного плодородия, то есть содержание в почве подвижного фосфора, обменного калия, гумуса и других агрохимических показателей. Данные по этим показателям отражаются в агрохимических картограммах полей, которые через каждые 5 - 6 лет обновляются.
Известно, что в разных севооборотах одна и та же культура может возделываться после разных предшественников. А у разных предшественников разные сроки уборки, они по-разному иссушают почву, выносят с урожаем разное количество элементов минерального питания. Корневые и пожнивные остатки различных предшественников в значительной мере отличаются своим химическим составом, а следовательно продолжительностью и особенностями разложения в почве.
Из всего вышеперечисленного следует, что различные предшественники далеко не равноценны между собой: одни лучше, другие хуже. Поэтому после лучших предшественников для снятия ограничений по элементам питания, чтобы получить максимально возможный урожай достаточно внести меньше удобрений, а после плохих предшественников - больше, то есть рекомендуемую норму внесения удобрений необходимо скорректировать путем умножения ее на коэффициент меньше или больше единицы.
В зависимости от предшественников могут в значительной степени изменяться не только дозы вносимых удобрений, но и соотношение между отдельными элементами питания во вносимых удобрениях.
Чем раньше производится зяблевая вспашка, тем раньше и в большей мере включаются физико-химические и биологические процессы в почве, способствующие накоплению элементов минерального питания для будущего урожая. И наоборот, чем позднее производится вспашка, тем меньше приходится надеяться на собственные ресурсы почвы.
Из всего этого следует, что при проведении ранней зяблевой обработки рекомендуемые дозы удобрений могут уменьшаться, а при поздней обработке должны быть увеличены.
При основном внесении удобрений после влажного вегетационного периода рекомендованная доза удобрений под последующие культуры должна быть увеличена на 15 - 25%, а после засушливого предшествующего периода - снижена на 20 -30%. Более точно доза удобрений будет скорректирована, если будет учтена величина урожая предшественника. При средней урожайности предшественника рекомендованная доза удобрений под последующую культуру не изменяется, при высокой урожайности используется коэффициент больше единицы, а при низкой - меньше единицы.
Нормы органических удобрений могут быть увеличены при низком содержании азота в удобрении и гумуса в почве. Нормы этих удобрений уменьшаются по мере окультуривания почвы, при возрастании доли бобовых в звене севооборота, при использовании хорошо перепревшего навоза, компостов.
Максимально эффективный способ использования азотных удобрений - синхронизация времени внесения азотного удобрения с наступлением фаз интенсивного поглощения элементов питания растениями - синхронное азотное удобрение.
Фосфоритную муку эффективно компостировать с навозом.
При расчетах норм удобрений любыми способами рекомендуется учитывать содержание фосфора в подпахотных горизонтах. Внесение в запас рентабельно при работе с фосфоритной мукой.
Норму калийных удобрений увеличивают на легких по гранулометрическому составу почвах, торфяниках, на карбонатных и известкованных почвах, естественно при низком содержании в почвах. Внесенные в запас РК удобрения используются растениями полнее, т.е. повышается коэффициент их использования.
Таблица 12 - Откорректированные нормы минеральных удобрений, кг/га д.в.
Год Культура Азот Фосфор Калий 1Ранний картофель60191602Озимая рожь6020803Ячмень с подс.клевера6030604Клевер 1 г.п.-70405Пшеница 654060Всего за севооборот368388423
После корректировки получилось:
Вынос по азоту составляет 558кг/га, а внесем - 535.6кг/га (96%), вынос по фосфору - 190.2кг/га, а внесем - 388кг/га (204%), по калию вынос 584.5кг/га, внесем 423кг/га (72.4%)
Таблица 13 - Прогноз изменения содержания РК в почве
Элемент Исходное содержание, мг/кгЗа ротацию, кг/гаПрогноз, мг/кгВнесено всегоВынос урожаямиОстаток в почвеПрирост Содержание Р2О580388190.2197.819.7899.78К2О135423584.5---
Прогноз изменения содержания РК в почве строится с учетом внесенных удобрений, вынос их с урожаями. В результате рассчитывается прирост и содержание элементов питания после проведенных мероприятий.
8. Схема систем удобрений
В зависимости от природно-экономических условий схемы систем удобрений могут иметь различный вид. Эти схемы будем проводить на полях вблизи животноводческих комплексов. Содержание РК в Апах и в подпахотных горизонтах более 200мг/кг почвы. Следовательно, будем применять органические удобрения, известь по необходимости. Ежегодно - фосфор, микроудобрения в припосевное внесение и азотные удобрения по системе САУ.
Можно использовать традиционную систему: известь, органические удобрения; ежегодно - NPK до посева или посадки, фосфор, микроэлементы при посеве, азот в подкормку.
Сульфат меди и марганца в дозах 50 г/га внести под озимую рожь, ячмень, пшеницу; борную кислоту в дозе 200г/га под картофель; сульфат цинка в дозе 95г/га под картофель; молибденово-кислый аммоний в дозе 75г/га под клевер.
Рассчитаем норму удобрений для каждой культуры севооборота с учетом состояния баланса, возможных коррекций.
Таблица 14 - Распределение азота по культурам, срокам и способам внесения
Показатели Един. изм.Культура Ран.картофельОзимая рожьЯчмень с подс.клевераКлевер.1г.п.Пшеница Урожайностьт/га122.043.027.93.86Солома т/га2.653.86Использование соломыЗапахать Запахать Внесено орган.удобр.т/га30----Азотные: всегокг/га606060-65Основное удобрение дозакг/га40-50-50Вид удобренияНитроаммофос -Нитроаммофоска -Ам.селитраДоза тукац/га 1.7 -3.33-1.47Припосевное удобр.: дозакг/га202010-15Вид тукаНитроаммофос Азофоска Нитроаммофоска -Азофоска Доза тукац/га0.871.250.66-0.9Подкормка: дозакг/га-40---Вид тука-Ам.сел.---Доза тукац/га-1.2--
Таблица 15 - Распределение фосфора по культурам, срокам и способам внесения
Показатели Един.изм.Культура Ранний картофельОзимая рожьЯчмень с подс.клевераКлевер 1г.п.Пшеница Урожайностьт/га122.043.027.93.86Солома т/га2.653.86Использование соломыЗапахать Запахать Внесено орган. удобр.т/га30Фосфорные: всегокг/га2020100-40Основное удобрение дозакг/га--80-25Вид удобрения--Нитроаммофоска -Азофоска Доза тукац/га --3.33-1.5Припосевное удобр.: дозакг/га202010-15Вид тукаНитроаммофос АзофоскаНитроаммофоска -Азофоска Доза тукац/га0.871.250.660.9Подкормка: дозакг/га-----Вид тука-----Доза тукац/га-----Таблица 16 - Распределение калия по культурам, срокам и способам внесения
Показатели Един.изм.Культура Ран.картофельОзимая рожьЯчмень с подс.клевераКлевер.1г.п.Пшеница Урожайностьт/га122.043.027.93.86Солома т/га2.653.86Использование соломыЗапахать Запахать Внесено орган.удобренийт/га 30Калийные: всегокг/га6080100-60Основное удобрение дозакг/га406090-45Вид удобренияКCIКCIКCI-КCIДоза тукац/га 0.661.01.52.6Припосевное удобр.: дозакг/га202010-15Вид тукаНитроаммофос Азофоска Нитроаммофоска -Азофоска Доза тукац/га0.871.250.66-0.9Подкормка: дозакг/га-----Вид тука-----Доза тукац/га-----
Наряду с этими удобрениями также запахивается солома озимой ржи и пшеницы, ячменя не запахиваем, так как под него идет подсев клевера. Предпосевное удобрение доза не более 20кг/га, чтобы доза тука не превышала 1 ц/га.
Аммиачная селитра - NН4 NО3 - 35%N, хорошо растворима в воде, гигроскопична, поэтому выпускается в гранулированном виде с примесью гидрофобных добавок. Физиологическая реакция слабокислая.
Аммиачная селитра имеет небольшую физиологическую кислотность, из-за того, что аммиачный азот быстрее поглощается растениями, чем нитратный азот.
Хлористый калий - KCl - основное калийное удобрение, содержащее 60% К2О. Гигроскопичность небольшая - при хранении смешивается. Все калийные удобрения имеют физиологически кислую реакцию.
Калий из калийных удобрений может поглощаться необменно, т.е. фиксироваться внутри кристаллической решетки минерала и переходить в недоступную форму, снижается коэффициент использования. При мелкой заделке необменная фиксация усиливается. Поэтому калийные удобрения необходимо вносить под вспашку.
Нитроаммофоска, получают из ортофосфорной кислоты Н3РО4+HNO3 и NH3 с добавлением КCl. По 17-18% содержится каждого элемента питания. N - в аммонистой и нитратных формах, фосфор в хорошо растворимой форме, калий - в хлоросодержащей форме.
Это хорошо усвояемое растениями удобрение, применяют его все приемы: основное - но это очень дорого, при посеве - на сахарную свеклу и под овощные и корневые подкормки.
Нитроаммофос аналогичен нитроаммофоске - но с другим соотношением компонентов.
Таблица 17 - Технология применения удобрений (физические туки)
Удобрение, нормаСпособ примененияОбоснование выбора вида удобрения и способов применения, подготовка и внесение в почву, состав агрегатов, время внесения, требования к качеству работыРанний картофельОрганические удобрения - 30т/гаРазбросной Вносим осенью разбрасывателем РОУ-6, равномерное внесение под вспашку зяби, агрегатируется с МТЗ-80Азот: нитроаммофос - 1.7ц/гаОсновное разброснойВносят осенью РМГ-4 перед посадкой, можно агрегатировать с МТЗ-80Нитроаммофос - 0.87ц/гаПрипосадочный Вносят весной картофелесажалкой СК-4 одновременно при посадке клебней, можно агрегатировать с МТЗ-80Фосфор: нитроаммофос - 0.87ц/гаПрипосадочный Вносят весной картофелесажалкой СК-4 одновременно при посадке клебней, можно агрегатировать с МТЗ-80Калий: КCI - 0.66ц/гаОсновное разбросной Вносят весной РМГ-4 перед посадкой, можно агрегатировать с МТЗ-80Нитроаммофос - 0.87ц/гаПрипосадочный Вносят весной картофелесажалкой СК-4 одновременно при посадке клебней, можно агрегатировать с МТЗ-80Озимая рожьАзот: азофоска- 1.25ц/га Рядковый припосевнойВносят осенью пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве трактором John DeereАммиачная селитра -1.2ц/гаПодкормка разброснойРазбрасыватель минеральных удобрений RSM 1350, агрегатируется с МТЗ-82, проводят весной, после нужно боронованиеФосфор: азофос - 1.25ц/гаРядковый припосевнойВносят осенью пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве трактором John DeereКалий: КCI - 1.0ц/гаРазбросной Вносим осенью РМГ-4 перед посевом можно агрегатировать с МТЗ-80Азофоска- 1.25ц/га Рядковый припосевнойВносят осенью пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве трактором John DeereЯчмень с подс. клевераАзот: нитроаммофоска - 3.33ц/гаОсновное разброснойВносим весной РМГ-4 перед культивацией можно агрегатировать с МТЗ-80Нитроаммофоска - 0.66ц/гаПрипосевное рядковыйВносят весной пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве трактором John DeereЯчмень с подс. клевераФосфор: Нитроаммофоска - 3.33ц/гаОсновное разброснойВносим весной РМГ-4 перед культивацией можно агрегатировать с МТЗ-80Нитроаммофоска - 0.663ц/гаПрипосевное рядковыйВносят весной пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве трактором John DeereКалий: КCI - 1.5ц/гаОсновное разброснойВносим осенью РМГ-4 перед зяблевой вспашкой можно агрегатировать с МТЗ-80Нитроаммофоска - 0.66Припосевное рядковыйВносят весной пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве трактором John DeereКлевер 1 г.п.---ПшеницаАзот: аммиачная селитра - 1.47ц/гаОсновное разброснойВносим осенью РМГ-4 перед зяблевой вспашкой можно агрегатировать с МТЗ-80Азофоска - 0.9ц/га Припосевное рядковыйВносят весной пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве трактором John DeereФосфор: азофоска -1.5ц/гаОсновное разброснойВносим весной РМГ-4 перед культивацией можно агрегатировать с МТЗ-80Азофоска - 0.9ц/гаПрипосевное рядковыйВносят весной пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посевеКалий: азофоска - 2.6ц/гаОсновное разброснойВносим весной РМГ-4 перед культивацией можно агрегатировать с МТЗ-80Азофоска - 0.9ц/гаПрипосевное рядковыйВносят весной пневматической селкой РАПИД-600 одновременно при посеве
Под клевер ничего не вносим, все отдаем предшествующей культуре - ячменю. Фосфор и калий для подкормки не используем, отдаем калий - в основное удобрение, а фосфор - в основное и припосевное. Доза тука не должна превышать 1 ц/га при посевном внесении. Агрегаты используются различные в зависимости от способа внесения и тяговой способности трактора. Основное удобрение вносим осенью, припосевное сразу при посеве, подкормки во время вегетации культур.
9. Хранение минеральных удобрений
При хранении минеральных удобрений в складах нужно стремиться к тому, чтобы снизить потери питательных веществ и сохранить физико-химические и механические свойства удобрений до внесения в почву. В каждом хозяйстве для хранения минеральных удобрений необходимо иметь типовые склады с непротекающей крышей и плотными стенами. Склады по объему должны быть рассчитаны на прием и одновременное хранение не менее 50% годового потребления удобрений. Во избежание увлажнения удобрений грунтовыми водами пол в складах должен быть водонепроницаемым - асфальтовым, каменным, цементным или деревянным. Деревянный пол поднимают на некоторую высоту от земли, чтобы изолировать его от почвенной влаги. Стены склада на всю высоту засыпки удобрения покрывают тонким слоем асфальта или битумной смолы. Крыша должна быть деревянная или толевая, но не железная, так как последняя быстро ржавеет и разрушается.
Склад должен иметь двое ворот, расположенных на расстоянии друг от друга, для свободного проезда автомашин и механизмов.
Минеральные удобрения, поступающие в заводской таре, следует аккуратно укладывать в штабеля. Большее количество ярусов - для гранулированных удобрений, и меньшее - для порошковых.
Разные виды и формы удобрений нужно хранить отдельно. Так, например, следует учитывать, что при смешивании аммиачной селитры с суперфосфатом, а также при использовании в составе смеси аммиачной селитры и мочевины, а также мочевины и суперфосфата образуется гигроскопичная мажущаяся трудно высеваемая масса. Желательно, чтобы насыпь или штабеля удобрений сверху были накрыты полиэтиленовой пленкой или другим материалом. Особые предосторожности надо соблюдать при хранении аммиачной селитры: в одном складе нельзя хранить более 500 т этого удобрения. Отсеки с аммиачной селитрой должны быть отделены от других удобрений противопожарными стенками из кирпичной кладки или железобетона. При хранении аммиачной селитры на стоечных поддонах допускается высота штабеля до 4,4 м, а на плоских поддонах - в два яруса. Без поддонов мешки с аммиачной селитрой укладывают штабелем высотой 1,5-1,8 м в 8-10 рядов. Масса отдельного штабеля не должна превышать 120 т. Все другие затаренные удобрения также следует хранить на стоечных поддонах, которые устанавливают в четыре ряда общей высотой 4,4 м. Незатаренные удобрения можно хранить насыпью высотой до 5 м. Фосфоритную, известняковую муку, а также гранулированный суперфосфат удобно хранить в складах силосного (башенного) типа.
10. Учет эффективности применения удобрений
Для определения эффективности удобрений на наиболее распространенных почвах хозяйства закладываются полевые опыты. В них присутствует контроль - без удобрений и варианты с разным количеством удобрений. После проводится анализ и сравнивается урожайность, а также эффективность применения удобрений.
Таблица 18 - Расчеты окупаемости элементов питания удобрений
№ПоказателиКультурыВ сумме за ротациюРанний картофельОзимая рожьЯчмень с подс.клевераКлевер1г.п.Пшеница1Урожай, т/га: проектный122.043.027.93.86Факт.за послед.годы101.462.5515.51.93Прибавка урожая20.580.4512.41.93260% прироста, т/га в натуре1.20.35+0.460.27+0.277.41.2+1.212.35В зерновых единицах300350+10270+7037001200+30062003Внесено в МУ, кг/га: азота606060-65Фосфора19120307040Калия6080604060Всего3111601501301654Внесено в ОУ, кг/га: азота123Фосфора57Калия123Всего3035Сумма элементов питания6141601501301656То же за ротацию севооборота, кг/га1219Из них в составе Оу, % от суммы24.9Окупаемость удобрений определяется с учетом средних урожаев, получаемых без удобрений, или средних урожаев за последние годы по хозяйству. 60% разницы между запланированными урожаями и урожаями по хозяйству за предыдущие годы принимается как прибавка от применения удобрений.
Окупаемость единицы элемента питания в удобрениях оценивается как хорошая при значениях выше 10, от 5 до 10 - как удовлетворительная. В данном случае окупаемость составляет - 5.08, т.е. удовлетворительная. Она зависит от многих причин: некорректного способа применения, неправильной обработки почвы, атаки вредителей, неадекватного орошения, инвазии сорняков, позднего сева, неподходящего сорта, соотношения элементов.
Вывод
В результате проведенной работы была составлена система удобрений, позволяющая получить урожай выше фактического. Почвы в известковании не нуждались, поэтому расчеты велись по органическим и минеральным удобрениям. Необходимое количество минеральных удобрений рассчитывалось несколькими методами, затем корректировалось. Дозы в туках брали, агрегаты подбирали для внесения удобрений в почву. Определяли место для хранения. Органические удобрения располагали на поле штабелями для последующего внесения под первую культуру севооборота - ранний картофель. Проводили агрохимический анализ почв.
Создали наилучшие условия питания растений с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой, определили наиболее эффективные формы, способы, сроки применения удобрений.
Получилось прогнозировать многогранное действие удобрений на почву, растения, в целом на агробиоценоз с учетом их прямого действия и последействия, а также характера предшествующей культуры.
В результате применение удобрений по окупаемости получилось удовлетворительное, так как зависит от многих факторов.
Любая система удобрения пригодна для хозяйства только в том случае, если обеспечивает получение плановой урожайности сельскохозяйственных культур с одновременным улучшением плодородия почв. В данной работе это плановая урожайность обеспечена и плодородие не ухудшилось, а наоборот.
Список литературы
1.Агрохимия: Учебник. - 2-е изд. перераб. и доп. / Минеев В. Г. - М.: Изд-во МГУ, Изд-во «Колос», 2004. - 720 с.
.Методические указания и справочные материалы по составлению курсового проекта «Система применения удобрений в севооборотах Вятско-Камской земледельческой провинции» / Юлушев И. Г., Кислицына А. П. - Киров, 2011. - 42 с.
.Юлушев И.Г. Система применения удобрений в севооборотах - Киров,1999-154 с.