Тема. Непродуктивні втрати поживних речовин із грунту
Розробляючи системи удобрення в сівозміні та під окрему культуру, слід враховувати непродуктивні втрати поживних речовин. Значною витратною статтею поживних речовин з ґрунту є відчуження їх у результаті деструктивних процесів - ерозії і дефляції. У більшості методик із розрахунку доз добрив на цей показник звертають незначну увагу.
Ерозійна дія вітру є функцією його сили і вологості ґрунту, а також топографічних чинників місцевості, рослинного покриву та властивостей відкритого ґрунту і може коливатися в широких межах. Облік надходження поживних речовин у результаті дефляції є досить складним, і тому в розрахунках, як правило, його не беруть до уваги.
Показники втрат ґрунту в результаті ерозії досить різні. Вони відбуваються також у результаті техногенної ерозії, під якою розуміють налипання ґрунту на коренеплоди, бульби, колеса тракторів і автомобілів, сільськогосподарську техніку та безповоротне відчуження з агроландшафту під час збирання врожаю. Ці втрати зростають під час виконання польових робіт у дощову погоду.
Фактичні середньорічні втрати ґрунту, наприклад, у Тернопільській, Івано-Франківській та Львівській областях, за різними оцінками, становлять 10-15 т/га, а допустимі межі змиву для ґрунтів чорноземного типу - від 3 до 5 т/га. Враховуючи, наприклад, що в чорноземі міститься приблизно 0,2% азоту, 0,1% фосфору і 2% калію, неважко визначити їх втрати в результаті ерозії.
Вважається, що для збереження і підвищення родючості ґрунту ці неминучі втрати поживних речовин під час ерозії повинні бути компенсовані внесеними добривами. При цьому необхідно враховувати, що втрати калію досить значні, а тому доцільно повертати в ґрунт лише його рухомі форми - 10% від валового вмісту в ґрунті, який втрачений.
Певну кількість елементів живлення виносять з ґрунту разом із бур'янами, які видаляються з поля під час збирання врожаю культур. Цей показник становить близько 10-15% від виносу елементів живлення культурними рослинами в сівозміні.
Водночас із відчуженням у фунт також надходить певна кількість елементів живлення:
- з атмосферними опадами - азоту 10 - 20 кг, фосфору - 0,5, калію –5кг/га за рік;
- з насіннєвим матеріалом (у польовій сівозміні) азоту 3-4кг, фосфору - 2, калію - 2 кг/га за рік.
Азот також надходить у результаті симбіотичної фіксації бобовими: люцерною близько 300 кг/га, конюшиною - 150 —160, соєю - 100, викою - 80, горохом - 60 кг/га тощо.Врахувавши всі можливі статті надходження і втрат елементів живлення, можна визначити їх незворотне відчуження з ґрунту (Табл. 1).
Розроблена система застосування добрив повинна забезпечувати прогресуюче підвищення потенційної ефективної родючості ґрунту в кожному полі, що створить умови для постійного зростання врожайності сільськогосподарських культур і продуктивності сівозміни загалом. Тому дози внесення добрив повинні забезпечувати не лише повернення відчужених елементів живлення, а й сприяти підвищенню вмісту їх рухомих форм у ґрунті до оптимального рівня (Табл. 2).
Таблиця 1
Надходження і втрати елементів живлення
| Втрати | Надходження | Відчуження з ґрунту | |||||||||||
| Культура сівозміни | Врожай основної продукції т\га | Винос із врожаєм | Від ерозії | Винос із бурянами | Разом | З опадами | З насінням | Біологічний азот | Разом | ||||
| Азот (N) | |||||||||||||
| Буде відчужено азоту за ротацію сівозміни | |||||||||||||
| Фосфор ( Р2О5) | |||||||||||||
| Буде відчужено фосфору за ротацію сівозміни - | |||||||||||||
| Калій (К2O) | |||||||||||||
| Буде відчужено калію за ротацію сівозміни - | |||||||||||||
Таблиця 2
Оптимальні значення вмісту рухомих форм фосфору і калію
| в різних типах ґрунтів, мг/кг | ||||
| Елемент живлення | Дерново-підзолисті, сірі-лісові | Чорноземи | ||
| Сівозміна | ||||
| польова | овочева | польова | овочева | |
| р2о5 | 150-200 | 200-300 | 150-200 | 200-250 |
| к2о | 170-200 | 200-250 | 150-200 | 150-200 |
Внесені в ґрунт фосфорні і калійні добрива виявляють значну післядію, а рівень використання їх поживних речовин у часі наближається до 100%, оскільки втрати фосфору і калію з ґрунту практично виключаються.
Норму добрив, необхідну для підвищення вмісту рухомих форм елемента живлення до запланованого рівня, розраховують за формулою:
Д = 0,1 □ Н (Во-Вф), кг/га,
де Во - оптимальне значення вмісту в ґрунті рухомих форм елемента, мг/кг (див. табл. 3);
Вф- фактичний вміст рухомих форм елемента живлення в ґрунті, мг/кг;
Н - норматив добрив (кг/га), що сприяє підвищенню вмісту рухомих форм елемента в ґрунті на 10 мг/кг, кг/га (Табл. 3).
Як видно з формули, варіюючи дозами фосфорних добрив, можна збільшити або зменшити період, за який можна досягти наміченого рівня вмісту рухомих фосфатів у ґрунті. Але при цьому дози фосфорних добрив повинні бути такими, щоб не перевищувались екологічно безпечні нормативи інтенсивності балансу фосфору. За низького вмісту рухомих фосфатів у ґрунті та рівня врожайності культур, наведених у табл. 11.12, це 250 кг/га Р2О5 сівозмінної площі, за середнього - 200, підвищеного - 130 кг/га Р2О5.
Таблиця 3
Нормативи внесення добрив, що забезпечують збільшений вмісту рухомих форм фосфору і калію на 10 мг/кг ґрунту
| Тип ґрунту | Гранулометричний склад ґрунту | Доза добрива, кг/га | |
| Р2О5 | К2О | ||
| Сірі лісові | Піщані і супіщані | 70-90 | 60-70 |
| Суглинкові | 90-110 | 70-80 | |
| Глинисті і важкосуглинкові | 120-140 | 80-90 | |
| Чорноземи опідзолені і вилугувані | Піщані і супіщані | 80-90 | 80-90 |
| Суглинкові | 90-110 | 80-90 | |
| Глинисті і важкосуглинкові | 100-120 | - | |
| Чорноземи типові і звичайні | Піщані і супіщані | 90-100 | - |
| Суглинкові | 100-110 | - | |
| Глинисті і важкосуглинкові | 120-130 | - |
На чорноземних ґрунтах система застосування калійних добрим повинна бути з урівноваженим балансом, тому що середньозважений вміст у них рухомого калію перевищує 120 мг/кг. На земельних ділянках з його підвищеним вмістом та рівнем врожайності культур, наведеним у табл. 11.12, насиченість калійними добривами на І їй сівозмінної площі може бути тимчасово знижено до 90 кг К20, мі ділянках з високим вмістом - до 70 кг, що відповідає екологічні» безпечним нормативам.
Застосування азотних добрив і динаміка характеристики азотного режиму ґрунту не зовсім однозначні. Азот мінеральних добрив практично не має післядії, а вміст рухомих форм азоту в ґрунті досить динамічний. Тому мету системи удобрення щодо азоту можна сформулювати як підвищення ефективності біогенної фіксації азоту, максимальне повернення його в ґрунт з рослинними рештками та органічними добривами для зниження навантаження з бону синтетичних азотних добрив на одиницю площі до екологічно безпечних меж. При цьому необхідно максимально наблизити строки їх застосування до періоду найінтенсивнішого засвоєння азоту рослинами, а дози внесення корегувати за результатами оперативної ґрунтової та рослинної діагностики.
Правильність зроблених розрахунків необхідної кількості внесення добрив оцінюють балансом поживних речовин та його інтенсивністю у сівозміні. Розрахунки проводять за формою (Табл. 4).
Таблиця 4
Очікуваний баланс поживних речовин у сівозміні, кг/га
| Показник | Елемент живлення | ||
| N | р2о5 | К2О | |
| 1. Надходження: | |||
| - з добривами | |||
| - з опадами | |||
| - з насінням | |||
| - біологічний азот | |||
| II. Втрати: | |||
| - з врожаєм | |||
| - внаслідок ерозії | |||
| III. Баланс, +, - | |||
| IV. Інтенсивність балансу, % |
При цьому баланс розраховують як різницю між сумою статей надходження і сумою статей втрат елементів живлення з ґрунту, а інтенсивність балансу - за формулою:
Іб= Н : В х 100,%,
де Н - надходження елемента живлення у ґрунт, кг/га;
В - його відчуження, кг/га.
Встановлено, що екологічно безпечна інтенсивність балансу люту на дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтах складає 105 - 110%, на чорноземах - 70 - 100%.
Орієнтовні екологічно безпечні нормативи інтенсивності балансу фосфору і калію, залежно від вмісту їх рухомих форм у ґрунтах, подано в (Табл. 5).
Правильне застосування добрив особливо важливе за інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, оскільки ґрунт є одним із найвразливіших компонентів природно- анпропогенних ландшафтів.
Сучасний низький рівень застосування добрив в Україні є однією з причин прояву деградаційних процесів в еволюції ґрунтового покриву.
Таблиця 5
Екологічно безпечні нормативи інтенсивності балансу фосфору і калію залежно від забезпеченості ними ґрунтів
| Забезпеченість ґрунту | Інтенсивність балансу, % | ||
| Клас грунту | фосфору | калію | |
| 1. | Дуже низька | ||
| 2. | Низька | ||
| 3. | Середня | ||
| 4. | Підвищена | ||
| 5. | Висока | ||
| 6. | Дуже висока |
Тому теорія і практика їх застосування потребує подальшого розвитку за допомогою переусвідомлення багатьох усталених поло- жень, вирішення складних і спірних питань на основі найновіших досягнень науки з метою розробки механізмів, які б забезпечували підвищення родючості ґрунту і вирішення проблем екологічно) стійкості агроекосистем щодо здатності протягом усього часу у експлуатації зберігати необхідну біологічну продуктивність м високої якості вирощеної продукції.
Лабораторна робота № 8
Тема. Розрахунок доз добрив під запланований врожай с. –г. культур розрахунково-балансовим методом
Визначення оптимальних доз добрив - одне з найважливіших, питань агрохімії. Дози добрив залежать від біологічних особливостей культури, ґрунтово-кліматичних умов вирощування, економічних і організаційно-господарських умов.
Основним критерієм для визначення доз добрив є дані польових дослідів із добривами в різних ґрунтово-кліматичних умовах.
Узагальнюючи результати польових дослідів, наукові установи рекомендують дози добрив на запланований врожай і встановлюють їх залежно від рівня забезпечення ґрунту рухомими формами поживних речовин.
Науково-дослідні установи України рекомендують вводити поправковий коефіцієнт до доз добрив, виходячи з агрохімічних картограм забезпеченості ґрунту поживними речовинами.
Середні дози добрив можуть бути встановлені за нормативами затрат добрив на одиницю продукції.
У такому разі використовують формулу:
Д(N,P,K) = В(п) Н(р) К(п),
де Д - доза добрив, кг/га діючої речовини,
В(п) - запланований врожай,
Н(р) - нормативний розхід туків (мінеральних добрив),
К(п) - поправковий коефіцієнт.
В Україні і за кордоном поширені балансові методи визначення доз добрив у системі ґрунт - добриво - врожай в яких використовують господарський винос елементів живлення плановим урожаєм. Витрати поживних речовин на формування одиниці основної продукції та відповідної кількості нетоварної частини врожаю за однакових або близьких умов - величина відносно постійна. Вона мало залежить від рівня врожаю і переважно визначається видовими та фізіологічними особливостями окремих культур.
Суть цих методів полягає в тому, що дози добрив розрaховують на заплановану врожайність, беручи до уваги винос поживних речовин культурою, вміст рухомих поживних речовин у ґрунті, коефіцієнт використання поживних речовин із ґрунту, органічних і мінеральних добрив для однієї з прийнятих у господарстві сівозмін, або ланки сівозміни (табл.1).
Таблиця 1
Розрахунок доз добрив під запланований врожай у сівозміні
| Культура | Культура | Культури | ||||||||||
| № | № | № | ||||||||||
| № | Показник | врожайність | врожайність | врожайність | ||||||||
| ц/га | ц/га | ц/га | ||||||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | | ||||
| 1. | Винос поживних речовин на 1 т основної продукції, кг | |||||||||||
| 2. | Винос поживних речовин на заплановану урожайність, кг/га | |||||||||||
| 3. | Вміст рухомих поживних речовин в орному шарі, мг/кг фунту | |||||||||||
| 4. | Запаси рухомих поживних речовин в орному шарі ґрунту, кг/га | |||||||||||
| 5. | Коефіцієнт використання поживних речовин рослинами з ґрунту, % | |||||||||||
| 6. | Кількість поживних речовин, які поглинаються рослинами з ґрунту, кг/ га | |||||||||||
| 7. | Буде внесено з т/га органічних добрив, кг ИРК/га | |||||||||||
| 8. | Коефіцієнт використання поживних речовин з органічного добрива рослинами, % | |||||||||||
| 9. | Кількість поживних речовин, взятих рослинами з органічного добрива, кг/га | |||||||||||
| 10. | Потрібно внести з мінеральними добривами, кг на/га | |||||||||||
| 11. | Коефіцієнт використання поживних речовин з мінеральних добрив, % | |||||||||||
| 12. | Буде внесено поживних речовин 3 мінеральними добривами з урахуванням коефіцієнта використання, кг/га | |||||||||||
| 13. | Форма мінерального добрива | |||||||||||
| 14. | Вміст діючої речовини в туках, % | |||||||||||
| 15. | Дози фізичних туків, ц/га | |||||||||||
Насамперед встановлюють винесення N, Р2О5, К20 запланованим врожаєм. Для цього використовують довідкові дані виносу поживних речовин різними культурами на 1 т основної та побічної продукції.
Користуючись агрохімічними картограмами, або агрохімічними паспортами, встановлюють вміст N, Р205, К2O в ґрунті кожного поля сівозміни. Наявність поживних речовин в орному шарі ґрунту в картограмах подають у міліграмах на 1 кг ґрунту. Для перерахунку в кілограми на гектар вміст N, Р2О5, К2O треба помножити на коефіцієнт 3. У пункті 5 враховують коефіцієнт використання поживних речовин із ґрунту. Вважається, що з ґрунту культурами засвоюється азоту - 20 -25%, фосфору - 5 -10%, калію - 20 - 30%.
Враховуючи ці коефіцієнти, підраховують кількість поживних речовин, засвоєних із ґрунту (пункт 6). У пункті 7 вказують кількість поживних речовин, внесених з органічними добривами, виходячи з того, що в 1 т гною міститься 5 кг N, 2,5 кг Р205 і 6 кг К2O. Враховуємо коефіцієнти використання поживних речовин з органічних добрив (пункт 8) - N - 20 -25%, Р205 % 30 - 40%, К2O - 40 - 50% і в пункті 9 вказуємо кількість речовин, засвоєних з органіки.
У пункті 10 розраховуємо потребу N, Р205, К2O у вигляді мінеральних добрив у кілограмах на 1 га (пункт 2 - пункт 6 – пункт9).
Взявши до уваги коефіцієнти використання поживних речовин з мінеральних добрив N - 50 - 60%, Р205 - 20-25%, К20 40 - 50%), встановлюємо, скільки NPК вноситимуть з мінеральними добривами (пункт 12). Вказують форму мінерального добрива, вміст діючої речовини і дозу фізичних туків.
Наприклад. Плановий врожай картоплі - 25 т бульб з 1 га. За довідниками знаходимо, що 1 т основної та відповідна кількість побічної продукції картоплі виносять з ґрунту: N - 6 кг, Р205- 2 кг, К2O - 9 кг.
За планової врожайності винесення поживних речовин становитиме: азоту (25 х 6) = 150 кг (N); фосфору (25 х 2) = 50 кг (Р2O5); калію (25 х 9) = 225 кг (К2O).
Припустимо, за агрохімічними картограмами в ґрунті міститься: N - 50 мг, Р205 - 50 мг, К2O - 100 мг на кг ґрунту, коефіцієнт перерахунку на вміст до глибини 30 см - (3), тоді в орному шарі буде:
N - 150 кг (50 х 3); Р2O5 - 150 кг (50 х 3); К2O - 300 кг (100 х 3).
Приймаємо такі коефіцієнти використання поживних речовин із ґрунту: N - 20%, Р2O5 - 5%, К2O - 20%. Таким чином, із ґрунту для створення врожаю буде використано:
N - 30 кг 
; Р2O5 - 7,5кг 
; К2O- 60 кг 
;
Для одержання запланованого врожаю з добривами необхідно внести на 1 га:
150 - 30 = 120 кг азоту; 50 - 7,5 = 42,5 кг фосфору; 225 - 60 = 165 кг калію.
Під картоплю планується 40 т/га гною, з яким буде внесено 200 кг N, 100 кг Р2O5, 240 кг К2O.
Рослини в перший рік використовують із гною N - 20%, Р2O5 - 30%, К2O - 50%, тобто з органічних добрив буде використано:
N - 40 кг 
; Р2O5 -30 кг 
; К2O – 120 кг 
;
З мінеральними добривами на 1 га треба внести:
120-40 = 80 кг N;
42,5 - 30 = 12,5 кг Р2О5;
165- 120= 45 кг Р2О.
Враховуючи коефіцієнти використання поживних речовин з мінеральних добрив (N- 60%, Р2О5 - 20%, К2О - 50%), дози внесення становлять:
= 133 кг N; 
=63 кг Р2О5; 
= 90кг К2О;
Якщо в господарстві є аміачна селітра (34% N), суперфосфат звичайний (20% Р2О5) і хлористий калій (60% К2O), то на 1 га необхідно: аміачної селітри (133:34 = 3,9 ц), суперфосфату (63:20 = 3,1 ц), хлористого калію (90:60 = 1,5 ц), загалом - 8,5 ц мінеральних добрив.
Таким чином, для одержання запланованого врожаю 25 т/га бульб картоплі необхідно внести 40 т гною і 8,5 ц мінеральних добрив на 1 га.
Лабораторна робота № 9