Определение норм удобрений под с/х культуры и расчет потребности удобрений в севообороте
6.1 Определение норм органических удобрений на основе баланса гумуса
Роль гумуса в жизни растений многообразна. Гумус определяет основные физические и биологические свойства почвы. Без применения удобрений связь урожая с содержанием гумуса настолько тесная, что гумус становится одним из основных бонитировочных признаков плодородия почвы.
Расчет баланса гумуса позволяет осуществить контроль за характером изменения содержания гумуса при сложившейся структуре посевных площадей и уровне применения удобрений.
Баланс гумуса – соотношение между его расходом и восполнением. Основными статьями прихода гумуса являются гумификация корневых и пожнивных остатков растений и вносимые органические удобрения. Основные статьи расхода гумуса – минерализация и потери в результате эрозии.
Приходные статьи баланса (т/га)
1 . Гумификация корневых и пожнивных остатков.
Количество корневых и пожнивных остатков зависит от культуры и урожайности. Количество образующегося из остатков гумуса зависит от их количества и степени гумификации. Его можно рассчитать по формуле:
,
где Г1 – количество гумуса, образующегося из пожнивных и корневых остатков;
У- урожай культуры, т/га;
Кр – коэффициент накопления корневых и пожнивных остатков относительно урожая культуры (табл. 4);
Кг – коэффициент гумификации растительных остатков (табл. 5).
Таблица 4 – Коэффициенты выхода корневых и пожнивных остатков относительно урожая основной продукции культуры (Кр)
| Культура | Урожай, т/га | Кр | Культура | Урожай, т/га | Кр |
| Озимые зерновые | 1,0 | 1,8 | Сахарная свекла, кормовые корнеплоды | 10,0 | 0,13 |
| 2,0 | 1,5 | 25,0 | 0,11 | ||
| 3,0 | 1,3 | 40,0 | 0,08 | ||
| Яровая пшеница, ячмень | 1,0 | 1,6 | Подсолнечник | 1,0 | 2,4 |
| 2,0 | 1,4 | 2,0 | 1,7 | ||
| 3,0 | 1,2 | Картофель | 10,0 | 0,17 | |
| Овес | 1,0 | 1,8 | 20,0 | 0,14 | |
| 2,0 | 1,5 | 30,0 | 0,10 | ||
| 3,0 | 1,3 | Кукуруза на силос | 10,0 | 0,27 | |
| Просо, гречиха | 1,0 | 1,7 | 20,0 | 0,21 | |
| 2,0 | 1,4 | 30,0 | 0,16 | ||
| Кукуруза на зерно | 1,0 | 1,8 | Силосные без кукурузы | 10,0 | 0,24 |
| 2,0 | 1,5 | 20,0 | 0,19 | ||
| 3,0 | 1,3 | 30,0 | 0,17 | ||
| Зернобобовые | 1,0 | 1,4 | Однолетние травы на сено | 1,0 | 2,2 |
| 2,0 | 1,3 | 2,5 | 1,5 | ||
| 3,0 | 1,2 | 4,0 | 1,2 | ||
| Многолетние травы на сено | 1,0 | 2,8 | |||
| 3,0 | 1,9 | ||||
| 6,0 | 1,7 |
Таблица 5 – Коэффициенты гумификации растительных остатков и органических удобрений (Кг)
| Культура, группа культур | Коэффициент |
| Зерновые, зернобобовые | 0,25 |
| Сахарная свекла | 0,10 |
| Подсолнечник | 0,20 |
| Картофель, овощи, кормовые корнеплоды | 0,10 |
| Кукуруза | 0,15 |
| Однолетние травы (сено) | 0,25 |
| Многолетние травы (сено) | 0,30 |
| Навоз подстилочный | 0,09 |
| Навоз в пересчете на сухое вещество | 0,33 |
2. Гумификация органических удобрений
Органические удобрения повышают урожай, а, следовательно, и количество корневых и пожнивных остатков. Часть органического вещества гумифицируется и непосредственно участвует в восполнении гумуса. О восполнении гумуса за счет внесения органических удобрений будет сказано ниже.
Расходные статьи баланса (т/га)
1. Минерализация гумуса
Размер минерализации гумуса определяется общим количеством гумуса в пахотном слое, степенью его устойчивости при той или иной системе обработки почвы, климатическими условиями. Потери гумуса за счет минерализации можно рассчитать по формуле:
, где
Пм – потери гумуса за счет минерализации;
Г – содержание гумуса в почве, %;
h – глубина пахотного слоя, см;
d – объемная масса почвы, г/см3 (таблица 6);
Км – коэффициент минерализации гумуса (таблица 7);
Кк – относительный индекс биологической продуктивности, который характеризует климатические условия минерализации гумуса в исследуемом месте по отношению к среднему показателю по стране, принятому за единицу. Для ЦЧР равен 1,16.
При размещении в одном поле нескольких культур накопление гумуса и потери определяют как средневзвешенные показатели.
Таблица 6 – Объемная масса почвы
| Почвы | Объемная масса, г/см3 |
| Дерново-подзолистые супесчаные | 1,4-1,6 |
| Дерново-подзолистые и светло-серые лесные суглинистые | 1,3-1,4 |
| Серые лесные | 1,2-1,3 |
| Темно-серые лесные, черноземы оподзоленные | 1,1-1,2 |
| Черноземы выщелоченные и типичные | 1,0-1,2 |
| Черноземы обыкновенные и южные, темно-каштановые | 1,1-1,3 |
Таблица 7 – Коэффициенты минерализации гумуса
| Группы культур по интенсивности обработки | Зоны, почвы | ||
| лесная | степная | ||
| Темно-серая лесная, черноземы оподзоленные и сильновыщелоченные | Черноземы выщелоченные и типичные | Черноземы обыкновенные и южные | |
| Многолетние травы | 0,0037 | 0,0032 | 0,0027 |
| Зерновые | 0,0060 | 0,0052 | 0,0045 |
| Пропашные | 0,0125 | 0,0108 | 0,0095 |
| Чистые пары | 0,0162 | 0,0140 | 0,0120 |
2. Потери гумуса от эрозии
В результате смыва почвы на эродированных полях и участках происходят потери гумуса, которые можно определить по формуле:
, где
Пэ – потери гумуса в результате эрозии, т/га;
Сс – среднегодовой смыв почвы, т/га (таблица 8);
Г – содержание гумуса в почве, %.
По результатам накопления гумуса за счет гумификации корневых и пожнивных остатков и потерь его рассчитывается баланс гумуса по каждому полю и в целом по севообороту:
, т/га,
где По – общие потери гумуса, т/га;
Г1 – количество гумуса, образовавшееся из корневых и пожнивных остатков.
Исходя из баланса гумуса в целом по севообороту определяют дефицит его в расчете на 1 га севооборотной пашни:
, где
Дг – дефицит гумуса на 1 га пашни, т/га
Бгс – дефицит гумуса в целом по севообороту, т;
n - количество полей в севообороте.
Таблица 8 – Ориентировочный смыв почвы со склонов различной степени крутизны, т/га (по Г.Т. Сурмачу)
| Агрофон | Уклон, градусов | Без применения противоэрозионных мероприятий | С применением агротехнических противоэрозионных мероприятий | ||
| черноземы | Серые лесные почвы | черноземы | Серые лесные почвы | ||
| Зябь | До 1 | 0,30 | 0,40 | 0,20 | 0,20 |
| 1-3 | 2,30 | 3,00 | 1,20 | 1,60 | |
| Более 3 | 8,00 | 10,00 | 2,90 | 3,60 | |
| Озимые | До 1 | 0,10 | 0,20 | 0,05 | 0,10 |
| 1-3 | 1,30 | 1,50 | 0,07 | 0,80 | |
| Более 3 | 3,40 | 4,50 | 1,80 | 2,40 | |
| Многолетние травы | До 1 | 0,08 | 0,10 | 0,06 | 0,08 |
| 1-3 | 0,09 | 0,20 | 0,07 | 0,10 | |
| Более 3 | 1,20 | 0,50 | 0,20 | 0,30 |
Дефицит гумуса в севообороте можно восполнить путем внесения органических удобрений.
, где
Норг – потребность в органических удобрениях для обеспечения бездефицитного баланса гумуса, т/га;
Дг – дефицит гумуса, т/га;
Кг – коэффициент гумификации органических удобрений.
Коэффициент гумификации стандартного подстилочного навоза КРС приведен в табл. 5. При использовании других видов органических удобрений их пересчитывают на подстилочный навоз (табл. 2)
Общая потребность в органических удобрениях по севообороту вычисляется как произведение потребности в т/га и площади пашни севооборота.
, т
где Норг – потребность в органических удобрениях для обеспечения бездефицитного баланса гумуса, т/га;
Sn – площадь пашни севооборота, га.
6.2 Предложения по увеличению выхода органических удобрений в хозяйстве
На основе расчета баланса гумуса и выявленного дефицита в органических удобрениях даются предложения по его устранению.
Основное внимание, с учетом реалий настоящего периода, следует обратить на непосредственное использование соломы озимых культур на удобрение. Необходимо провести расчет потребного количества соломы для устранения дефицита органических удобрений и азотных удобрений для компенсации минерального азота почвы за счет процессов его иммобилизации при внесении соломы.
6.3 Расчет норм удобрений в системе комплексного агрохимического окультуривания полей (КАХОП)
Комплексное агрохимическое окультуривание полей (КАХОП) – это научно обоснованная система применения средств химизации, направленная на повышение плодородия почв и получение запланированных урожаев.
Основные особенности применения средств химизации в системе КАХОП: комплексность в соответствии с агрохимическим состоянием почвы и потребностью культур в питательных элементах в последующие годы ротации севооборота; внесение удобрений в лучшие агротехнические сроки и в объемах, необходимых для существенного повышения плодородия почвы и получения запланированного урожая с/х культур.
В системе КАХОП используют органические и минеральные удобрения, мелиоранты, фосфоритную муку, реторданты и другие средства химизации.
Проводят КАХО, как правило, в поле чистого (черного) пара с последующим размещением на нем озимой пшеницы.
Урожайность озимой пшеницы и цель КАХО планируют исходя из уровня содержания доступных форм фосфора в почве. При содержании Р2О5 в почве > 100 мг/кг можно возделывать культуру по интенсивной технологии при одновременном повышении плодородия почв до оптимального уровня. При меньшем уровне обеспеченности (< 100 мг/кг) – озимая пшеница выращивается с применением общепринятой в зоне агротехники и проводимые мероприятия в системе КАХО должны быть направлены на улучшение плодородия.
При планировании величины урожая озимой пшеницы можно пользоваться показателями, приведенными в таблице 9.
Таблица 9 – Исходные агрохимические показатели почвы и планируемая урожайность озимой пшеницы в оптимальном цикле севооборота
| Урожайность, т/га | Содержание в почве | Цель проведения агрохимических мероприятий | ||
| гумуса, % | мг/кг | |||
| Р2О5 | К2О | |||
| 2,1-2,3 | 4,4-4,6 | < 20 | < 20 | Повышение плодородия почвы |
| 2,3-3,0 | 4,6-5,0 | 20-50 | 20-40 | ---- // ---- |
| 3,0-4,0 | 5,0-5,5 | 50-75 | 40-80 | ---- // ---- |
| 4,0-4,8 | 5,5 | 75-100 | 80-100 | ---- // ---- |
| 4,8-5,5 | > 5,5 | > 100 | > 100 | Интенсивная технология, повышение плодородия до оптимального уровня для данного типа почвы |
6.3.1 Применение органических удобрений
При КАХОП органические удобрения вносят в нормах, обеспечивающих бездефицитный баланс гумуса, один или два раза за ротацию севооборота. При внесении органических удобрений в двух полях севооборота норму внесения их в поле КАХО рассчитывают следующим образом. Прежде всего определяют потребность в органических удобрениях других культур севооборота, исходя из средней рекомендуемой нормы внесения навоза в данной зоне (П1)
Объем органических удобрений для КАХОП рассчитывают по формуле:
, т
где П орг - потребность в органических удобрениях на бездефицитный баланс гумуса в севообороте, т;
П1 - потребность в органических удобрениях других культур севооборота.
Норма органических удобрений на поле КАХО определяют по формуле
, т/га,
где П - объем органических удобрений, планируемый для внесения на поле КАХО, т
S - площадь поля, га
В случае применения навоза в одном поле севооборота общая потребность в нем, для определения нормы внесения, делится на площадь поля КАХО.
6.3.2 Применение минеральных удобрений
Фосфорные и калийные удобрения применяются в нормах, обеспечивающих повышение плодородия почвы и покрывающих затраты на формирование планируемого урожая сельскохозяйственной культуры, идущей по пару КАХОП. Дозы их внесения рассчитывают по формуле:
кг/га д.в.,
где ДР - разность между исходным и планируемым содержанием фосфора или калия в почве, мг/кг;
Нз - норма Р2О5 или К2О, необходимая для увеличения содержания их на 10 мг/кг почвы, кг/га;
Р - содержание Р2О5 или К2О в планируемой к внесению норме органических удобрений, кг;
У - планируемый урожай культуры, идущей по пару КАХОП, т/га;
Nз - норматив затрат фосфора или калия на получение 1 т основной продукции, кг;
К - поправочный коэффициент на содержание Р2О5 или К2О в почве.
Увеличение содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия за счет минеральных удобрений (ДР) при проведении КАХОП дифференцируется в зависимости от их исходного содержания в почве (табл. 10). Поправочные коэффициенты на агрохимические свойства почвы приведены в таблице 11.
Таблица 10 – Увеличение содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве в зависимости от исходного их содержания в почве
| Исходное содержание в почве, мг/кг (по Чирикову) | Возможное увеличение содержания, мг/кг почвы | ||
| Р2О5 | К2О | Р2О5 | К2О |
| <50 | <40 | ||
| 51-100 | 41-80 | ||
| 101-150 | 81-120 | ||
| >150 | >120 |
Таблица 11 – Поправочные коэффициенты (К) на агрохимические свойства почвы в зависимости от содержания подвижного фосфора и обменного калия
| Класс обеспеченности почв | Исходное содержание в почве, мг/кг (по Чирикову) | Поправочный коэффициент к оптимальным нормам удобрений | |||
| P205 | K2O | азотным* | фосфорным | калийным | |
| <20 | <20 | 1,2 | 1,5 | 1,6 | |
| 21-50 | 21-40 | 1,1 | 1,25 | 1,4 | |
| 51-100 | 41-80 | 1,0 | 1,0 | 1,2 | |
| 101-150 | 81-120 | 0,9 | 0,75 | 1,0 | |
| 151-200 | 121-180 | 0,8 | 0,5 | 0,7 | |
| >200 | >180 | 0,7 | 0,2 | 0,5 |
* Дозы N корректируются по содержанию Р2О5
Нормы фосфора и калия, необходимые для увеличения содержания их на 10 мг/кг почвы зависят от подтипа почвы и её гранулометрического состава (табл. 12).
Таблица 12 – Нормативы затрат питательных веществ для увеличения содержания фосфора и калия на 10 мг/г почвы, кг/га д.в.
| Почвы | Гранулометрический состав* | Доза | |
| P205 | K2O | ||
| Дерново-подзолистые | 50-60 | 40-60 | |
| 70-90 | 60-80 | ||
| 100-120 | 80-100 | ||
| Серые лесные | 70-80 | 60-70 | |
| 90-110 | 70-80 | ||
| 120-140 | 80-90 | ||
| Черноземы оподзоленные, выщелоченные | 80-90 | 80-90 | |
| 90-100 | 80-90 | ||
| 100-130 | 80-90 | ||
| Черноземы типичные и обыкновенные | 90-100 | 80-90 | |
| 100-110 | 80-90 | ||
| 120-130 | 80-90 |
* 1- песчаные и супесчаные почвы; 2 – легко и среднесуглинистые почвы; 3 – тяжелосуглинистые и глинистые почвы.
При расчете норм внесения минеральных удобрений учитывают и количество питательных элементов, поступивших в почву с навозом, исходя из его среднего химического состава: N – 0,5%; P2O5 – 0,25%; K2O – 0,6%.
Минеральные удобрения применяемые в системе КАХО, должны обеспечить не только повышение почвенного плодородия, но и затраты элементов питания на формирование урожая культуры, идущей по пару КАХОП. Нормы удобрений для получения планируемого урожая устанавливают методом нормативных затрат элементов питания на получение единицы урожая (табл. 13) с учетом поправочных коэффициентов на содержание подвижных форм фосфора и калия в почве (табл. 11).
Таблица 13 - Нормативы затрат элементов питания на единицу основной продукции в ЦЧР, кг д.в. на 1 т
| Культура | N | P205 | K2O |
| Озимая пшеница | |||
| Озимая рожь | |||
| Яровая пшеница | |||
| Ячмень | |||
| Овес | |||
| Кукуруза на зерно | |||
| Гречиха | |||
| Просо | |||
| Горох | |||
| Вика | - | ||
| Сахарная свекла | 6,5 | 6,6 | 6,5 |
| Подсолнечник | |||
| Кориандр | |||
| Картофель | 5,4 | 6,6 | 5,0 |
| Овощные | 2,9 | 2,3 | 2,9 |
| Кукуруза на силос | 2,7 | 2,6 | 2,4 |
| Кормовые корнеплоды | 2,2 | 2,2 | 2,0 |
| Однолетние травы (сено) | |||
| Многолетние травы сено) | 11,7 | 12,9 | 12,9 |
| Сенокосы и пастбища (сухая масса) | 24,2 | 12,3 | 12,3 |
| Плодовые | 7,3 | 7,0 | 8,0 |
Если при расчете окажется, что содержание фосфора или калия во вносимых органических удобрениях достаточно для повышения почвенного плодородия до оптимального уровня и часть их остается на формирование урожая, то норма фосфорных и калийных удобрений рассчитывается как разница между потребностью их на планируемый урожай и оставшейся частью с учетом коэффициентов использования фосфора и калия из навоза (0,2 для Р2О5 и 0,5 – для К2О).
Если расчетная норма удобрений получается менее 1 ц физической массы, то она либо округляется до 1 по правилам округления, либо принимается равной 0, так как технические параметры машин для внесения туков не позволяют равномерно распределить по полю минеральные удобрения в дозе менее 1 ц.
Если в поле КАХО предусмотрено известкование, а расчетная норма калийных удобрений равна 0, то в целях выравнивания в почве соотношения кальция и калия целесообразно внести 40-60 кг/га К2О.
Пример расчета:
Исходное содержание Р2О5 – 85 мг/кг почвы,
К2О – 105 мг/кг почвы.
Почва чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый.
Планируемая урожайность озимой пшеницы – 4,5 т/га.
В поле будет внесено 40 т/га навоза.
а) Расчет нормы фосфорных удобрений.
ДР = 20 мг/кг почвы
Нз = 100 кг д.в. /га
К = 1
Nз = 27 кг/т
Р = 40 . 2,5 = 100 кг/га Р2О5
кг/га 
220 кг/га
б) Расчет нормы калийных удобрений.
ДР = 25 мг/кг почвы
Нз = 80 кг д.в. /га
К = 1
Nз = 21 кг/т
Р = 40 .6 = 240 кг/га К2О
кг/га
6.3.3 Применение мелиорантов в системе КАХОП
Мероприятия в системе КАХО планируются на основании материалов, изложенных в разделе 5 данных методических указаний и расчетов, проведенных в соответствующем разделе курсовой работы (табл. 10)
6.4 Определение норм удобрений под озимые культуры, возделываемые по интенсивной технологии
При выполнении данного подраздела учитываются показатели того поля, в котором будут размещаться озимые культуры по интенсивной технологии, и планируемая урожайность с учетом предшественника.
Нормы азотных удобрений рассчитывают методом элементарного баланса с учетом содержания минеральных форм азота в почве по результатам почвенной диагностики, проведенной до посева культуры. В случае отсутствия указанных данных считают, что в чистых (черных) парах накапливается к моменту посева озимых от 80 до 120 кг/га минерального азота, под многолетними травами – от 60 до 80 кг/га, под зерновыми и пропашными культурами – от 30 до 60 кг/га.
За счет минерализации гумуса в период вегетации озимых запасы азота в почве увеличиваются на 20-30% от первоначального его содержания.
Расчет ведут по формуле И.С. Шатилова и М.К. Каюмова:
,
где Д – норма азота, кг/га;
Nв – вынос азота планируемым урожаем (табл. 14), кг/га;
Nп – содержание минеральных форм азота в почве до посева культуры, кг/га;
0,2 – коэффициент увеличения запасов минерального азота за счет минерализации гумуса в период вегетации озимых;
Кп – коэффициент использования азота из почвы (0,6-0,8);
Ку – коэффициент использования азота из минеральных удобрений (0,7).
На полях с плоскорезной обработкой мобилизация почвенного азота протекает медленно, поэтому расчетные дозы азота увеличивают на 15-20%.
При размещении озимой пшеницы по пару или после многолетних бобовых трав азотные удобрения в основной прием не вносят. Рассчитанные нормы азота применяют в виде подкормок в фазу кущения. Следует иметь в виду, что дозы азотных подкормок должны быть в пределах N30-60.
После непаровых предшественников под основную обработку рекомендуется в условиях ЦЧР вносить не менее 2/3 общей нормы азотных удобрений. Оставшийся азот дают в виде подкормок в фазу кущения. Необходимость ее проведения и дозу внесения целесообразно уточнить на основе почвенной диагностики, проведенной в осенний период при опускании t воздуха ниже +10 0С.
Для получения высококачественного зерна озимой пшеницы, при размещении ее по чистому пару или бобовым предшественникам, необходимо запланировать некорневую подкормку мочевиной в фазу колошение-налив зерна.
Необходимость проведения некорневой подкормки устанавливают на основании результатов тканевой диагностики с корректировкой доз внесения азота по данным листовой диагностики.
Нормы фосфорных и калийных удобрений рассчитывают с использованием нормативов затрат их на единицу продукции с корректировкой доз в зависимости от содержания от содержания фосфора и калия в почве.
Расчет ведут по формуле:
,
где Д – норма внесения фосфорных или калийных удобрений, кг/га д.в.;
Уп – планируемая урожайность, т/га;
Нз – норматив затрат фосфорных или калийных удобрений для получения 1 т зерна (табл. 13).
К – поправочный коэффициент к дозам фосфорных или калийных удобрений в зависимости от содержания этих элементов питания в почве (табл. 11);
Таблица 14 – Вынос питательных веществ 1 т основной продукции с учетом побочной для ЦЧР, кг
| Культуры | N | P2O5 | K2O |
| Озимая пшеница | 25,6 | 9,2 | 15,7 |
| Озимая рожь | 26,3 | 10,5 | 23,8 |
| Яровая пшеница | 31,7 | 10,3 | 19,0 |
| Ячмень | 23,6 | 10,0 | 19,2 |
| Овес | 28,8 | 10,7 | 28,4 |
| Кукуруза на зерно | 26,5 | 9,1 | 25,2 |
| Просо | 27,1 | 8,2 | 30,4 |
| Гречиха | 44,4 | 17,6 | 66,6 |
| Горох | 44,4 | 13,9 | 28,0 |
| Соя | 77-100 | 17-40 | 32-40 |
| Сахарная свекла | 4,43 | 1,29 | 5,89 |
| Свекловысадки | |||
| Подсолнечник | 41,3 | 18,7 | 99,2 |
| Рапс зерно | 49,0 | 23,0 | 30,0 |
| Кориандр | 44,4 | 40,1 | 72,9 |
| Картофель | 5,7 | 1,8 | 7,5 |
| Капуста | 3,11 | 0,93 | 3,45 |
| Огурцы | 3,22 | 1,53 | 4,32 |
| Томаты | 2,92 | 0,85 | 3,85 |
| Морковь | 2,85 | 1,28 | 4,36 |
| Столовая свекла | 4,66 | 1,75 | 6,93 |
| Лук репка | 1,57 | 1,20 | 2,35 |
| Кормовая свекла | 3,69 | 0,86 | 4,56 |
| Кукуруза на силос | 3,40 | 1,17 | 3,45 |
| Однолетние травы (сено бобово-злаковое) | 22,9 | 5,8 | 20, 9 |
| Однолетние травы злаковые (сено) | 14,5 | 4,1 | 17,7 |
| Однолетние травы бобовые (сено) | 33,5 | 4,9 | 11,4 |
| Однолетние травы в целом (сено) | 21,0 | 6,4 | 19,2 |
| Многолетние травы (сено): | |||
| злаковые | 14,4 | 4,7 | 19,9 |
| бобово-злаковые | 19,6 | 5,0 | 19,4 |
| люцерна | 28,9 | 5,4 | 21,2 |
| клевер | 15,9-19,8 | 4,8-5,7 | 15,6-16,9 |
| в целом | 24,9 | 5,4 | 20,4 |
| Многолетние травы на з/к | 3,7 | 1,5 | 3,9 |
| Рапс на зеленую массу | 35-55 | 10-20 | 60-75 |
6.5 Определение норм удобрений на планируемую урожайность методом элементарного баланса
Норму удобрений этим методом рассчитывают под одну из пропашных или яровых зерновых культур севооборота. Для проведения расчета данным методом необходимо иметь следующие данные: вынос элементов питания 1 т основной продукции с учетом побочной, содержание доступных форм фосфора и калия в почве и коэффициенты усвоения питательных веществ из почвы, органических и минеральных удобрений. Справочные материалы следует использовать применительно к зоне расположения хозяйства.
Вынос питательных веществ и коэффициенты их использования из почвы и удобрений для условий ЦЧР представлены в таблицах 14, 15, 16.
Содержание усвояемых форм фосфора и калия в пахотном слое заполняется на основе данных таблицы 5 «Курсовой работы» для того поля, где размещается данная культура.
Запасы элементов питания в пахотном слое почвы рассчитываются по формуле:
где П – запасы элементов питания в пахотном слое почвы, кг/га;
п – содержание питательных веществ в почве, мг/кг;
d – объемная масса почвы, г/см3 (таблица 6 методических указаний);
h – глубина пахотного слоя, см.
Таблица 15 – коэффициенты использования питательных веществ из почвы и минеральных удобрений в ЦЧР.
| Культуры | Коэффициенты использования питательных веществ из почвы, % | Коэффициенты использования питательных веществ удобрений, % | |||
| Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | |
| Озимая пшеница | 7,0 | 8,8 | 27,3 | 10,2 | 20,6 |
| Озимая рожь | 12,0 | 22,0 | 22,7 | 9,8 | 26,8 |
| Яровая пшеница | 8,2 | 11,3 | 36,4 | 10,8 | 24,3 |
| Ячмень | 10,3 | 13,8 | 28,6 | 13,4 | 25,2 |
| Просо | 6,5 | 18,1 | 23,3 | 7,3 | 28,6 |
| Гречиха | 13,6 | 36,9 | 35,9 | 15,3 | 63,0 |
| Горох | 4,4 | 14,0 | - | 7,1 | 48,5 |
| Конопля | 30,7 | 32,3 | 37,9 | 20,8 | 26,9 |
| Кориандр | 28,2 | 38,0 | 16,1 | 11,1 | 37,2 |
| Сахарная свекла | 10,0 | 33,1 | 38,7 | 11,4 | 54,0 |
| Подсолнечник | 7,1 | 10,8 | 27,5 | 8,7 | |
| Картофель | 8,8 | 27,2 | 36,7 | 9,5 | 51,8 |
| Кукуруза на силос | 15,5 | 34,2 | 25,9 | 9,5 | 30,0 |
| Однолетние травы в целом (сено) | 12,3 | 27,6 | 40,0 | 14,2 | 52,5 |
| Многолетние травы в целом (сено) | 8,9 | 25,0 | - | 15,8 | 59,7 |
Таблица 16 - Коэффициенты использования питательных веществ растениями из органических удобрений
| Год действия | Коэффициенты использования, % | ||
| N | Р2О5 | К2О | |
| Низкие и средние нормы удобрений | |||
| 1-й год | 20-25 | 25-30 | 50-60 |
| 2-й год | 10-15 | 10-15 | |
| 3-й год | - | ||
| В целом за ротацию | 50-55 | 40-50 | 60-75 |
| Повышенные и высокие нормы удобрений | |||
| 1-й год | 15-20 | 15-25 | 40-50 |
| 2-й год | |||
| 3-й год | - | ||
| В целом за ротацию | 40-45 | 30-40 | 50-60 |
Пример расчета норм удобрений балансовым методом для сахарной свеклы приведен в таблице 17.
Планируемая урожайность - 40 т/га. Содержание усвояемых форм фосфора и калия соответственно 92 и 131 мг/кг, почва – чернозем выщелоченный. Под предшественник (озимая пшеница) было внесено 40 т/га навоза.
Количество азота, поглощенного растениями из почвы рассчитываем на основе закона минимума. При коэффициенте использования из почвы 10% усвояемых фосфора и 33,1% калия растения их почвенных запасов усвоят соответственно 30,4 и 143,1 кг/га этих элементов.
1. Определяем возможную урожайность свеклы за счет почвенных запасов фосфора:
1 т корнеплодов потребляет 1,29 кг Р2О5
За счет 30,4 кг Р2О5 возможно получить х, урожая
2. Определяем возможную урожайность свеклы за счет почвенных запасов калия:
1 т – 5,89 кг К2О
Х2 т – 143,1 кг К2О
3. По закону минимума за счет питательных веществ почвы продуктивность свеклы на данном поле составит 23,6 т/га, так как в минимуме находится фосфор. Определяем количество азота почвы, необходимого для формирования урожая и полученные данные записываем в пункт 6 таблицы 17.
1 т - 4,43 кг N
23,6 т – Х3
Таблица 17 – Расчет норм удобрений на планируемую урожайность сахарной свеклы балансовым методом, (кг/га)
| Показатели | Ед. измер. | N | P2O5 | K2O |
| 1. Вынос питательных веществ на 1 т основной продукции | кг | 4,43 | 1,29 | 5,89 |
| 2. Вынос питательных веществ с 1 га планируемым урожаем | кг | 177,2 | 51,6 | 235,6 |
| 3. Содержание подвижных питательных веществ в пахотном слое почвы | мг/кг | - | ||
| 4. Запасы подвижных питательных веществ в пахотном слое 1 га почвы | кг/га | - | 303,6 | 432,3 |
| 5. Коэффициенты использования питательных веществ растениями из почвы | % | - | 33,1 | |
| 6. Количество питательных веществ, поглощенных растениями из почвы с 1 га | кг | 104,5 | 30,4 | 143,1 |
| 7. Будет внесено с 40 т/га органических удобрений | кг | |||
| 8. Коэффициенты использования питательных веществ растениями из органических удобрений на 2-й год их действия | % | |||
| 9. Будет усвоено питательных веществ растениями из органических удобрений | кг | |||
| 10. Требуется внести с минеральными удобрениями | кг | 32,7 | 11,2 | 68,5 |
| 11. Коэффициент использования питательных веществ растениями из минеральных удобрений | % | 38,7 | 11,4 | 54,0 |
| 12. Необходимо внести питательных элементов с минеральными удобрениями с учетом коэффициента их использования | кг |
Так как под озимую пшеницу в наше примере вносили 40 т/га навоза, то сахарная свекла будет использовать его последействие. С 40 т/га навоза в почву поступит 200 кг N (40 т * 5 кг N), 100 кг Р2О5 (40 т * 2,5 кг Р2О5) и 240 кг К2О (40 т * 6 кг К2О).
Учитывая коэффициенты использования элементов питания из навоза на 2-й год его действия, находим, что из навоза в растения поступит 40 кг N, 10 кг Р2О5 и 24 кг К2О (табл. 16).
По разности между выносом питательных веществ урожаем и возможным их использованием из почвы и органических удобрений определяем количество питательных веществ, которое требуется внести с минеральными удобрениями:
азот 177,2 - 104,5 - 40 = 32,7 кг
фосфор 51,6 - 30,4 - 10 = 11,2 кг
калий 235,6 – 143,1 – 24 = 68,5 кг
С учетом коэффициентов использования питательных веществ из минеральных удобрений (табл. 15) необходимо внести питательных элементов:
32,7 кг - 38,7 % 32,7*100
азота Х1 = --------------- = 84,5 кг ≈ 85 кг
Х1 - 100 % 38,7
11,2 кг - 11,4 % 11,2*100
фосфора Х2 = --------------- = 98,2 кг ≈ 100 кг
Х2 - 100 % 11,4
68,5 кг - 54 % 68,5*100
калия Х3 = --------------- = 126,9 кг ≈ 130 кг
Х3 - 100 % 54
6.6 Разработка системы и плана применения удобрений в севообороте на основе прямого использования результатов полевых опытов при выборе норм удобрений и их обоснование
Основным методом определения норм удобрений является полевой опыт. Обобщая данные полевых опытов с эмпирическими дозами удобрений, научно-исследовательскими учреждениями, агрохимслужбой разработаны рекомендации по применению удобрений под различные с/х культуры на основных типах и разновидностях почв при средних агротехнических фонах для всех почвенно-климатических зон страны.
Средние рекомендуемые нормы удобрений под сельскохозяйственные культуры, возделываемые в ЦЧР, приведены в таблице 18.
В конкретных условиях эти нормы необходимо корректировать в зависимости от агрохимических свойств почвы, гранулометрического состава, характера увлажнения и т.д.
В лесостепной зоне, где распространены в основном типичные , выщелоченные и оподзоленные черноземы, за отправную точку введения поправочных коэффициентов к нормам удобрений принимают содержание усвояемых форм фосфора и калия в почве. Дозы азотных удобрений уточняют в зависимости от содержания доступных фосфатов.
Поправочные коэффициенты к оптимальным нормам удобрений в нашей зоне приведены в таблице 11. Для почв черноземного типа норма удобрений принята за единицу и отнесена к группе почв со средним содержанием фосфора и повышенным - калия.
Для определения уточненной нормы удобрений оптимальную рекомендуемую норму умножают на поправочный коэффициент и округляют до десятков кг.
Данный метод выбора норм удобрений в основном используется при разработке системы и плана внесения удобрений в полях севооборота.
Система удобрения культур в севообороте – это план размещения удобрений между культурами севооборота с учетом их видов, форм, приемов внесения и наиболее эффективных доз под каждую культуру, составленный на ротацию севооборота.
Рационально построенная система удобрения основана на учете почвенно-климатических условий, биологических особенностей питания растений, свойств и взаимодействия удобрений с почвой, приемов и способов их внесения, а также ресурсов удобрений в хозяйстве.
Таблица 18 – Оптимальные нормы минеральных удобрений под с/х культуры в ЦЧР
| Культуры | Серые лесные почвы и оподзоленные черноземы | Выщелоченные черноземы | Типичные черноземы | Обыкновенные черноземы |
| Озимая пшеница | N90P60K40-60 | N90P60K40-60 | N60P60K60 | N60P60K60 |
| Озимая рожь | N60-90P60K60 | N60-90P60K60 | N30-60P30-60K30 | N30P60K30 |
| Яровая пшеница | N60P45K40 | N60P45K30 | N40P40K30 | N30P60K30 |
| Ячмень | N60P45K60 | N60P30-45K30-60 | N60P30-45K30-60 | N30-40P60K30 |
| Овес | N40-60P40-60K30 | N40-60P40-60K30 | N40P40K40 | N30-40P30-40K30 |
| Зернобобовые | P40-60K40 | P40-60K40-60 | P40-60K40-60 | P40 |
| Просо | N60P45K30 | N60P45K30 | N30-40P30-40K30-40 | N30P40K40 |
| Гречиха | N60P60K60 | N40P40K40 | N40P40K40 | N40P40K40 |
| Кукуруза на зерно | N60P60K60 | N60P60K60 | N40P60K60 | N40P60K60 |
| Сахарная свекла | N150P150K150 | N120P130K120 | N120P130K120 | N90P120K90 |
| Кориандр | Не возделывают | Не возделывают | N30-40P45-60K30-40 | N40P60K40 |
| Махорка | Не возделывают | N120P60K90 | N90P60K60 | N90P60K60 |
| Подсолнечник | Не возделывают | N60P60K60 | N60P60K60 | N60P60K40 |
| Картофель | N90P90K60 | N90P90K60 | N60P60K60 | N60P60K60 |
| Конопля | N120P90K90 | N120P90K90 | Не возделывают | Не возделывают |
| Кукуруза на силос (без орошения) | N90P90K60 | N90P90K60 | N60-90P60K60 | N60P60K60 |
| Кукуруза на силос (с орошением) | Не возделывают | Не возделывают | N120P120K120 | N120P120K120 |
| Кормовая свекла | N90P90-120K90 | N90P90-120K90 | N90P90-120K90 | |
| Суданская трава | N60P60K40 | N60P60K30 | N45P30K30 | N45P30K30 |
| Однолетние травы | P10 | P10 | P10 | P10 |
| Многолетние травы (бобово-злаковая смесь без орошения) | N90P60K60 | N60P60K60 | N60P60K60 | N60P60K60 |
| Многолетние травы (бобово-злаковая смесь с орошением) | N120P60K60 | N120P60K60 | N120P60K60 | |
| Сенокосы и пастбища | N30P30K30 | N30P30K30 | N30P30K30 | N30P30K30 |
| Плодовые культуры | N60P40K60 | N60P40K60 | N50-60P40K50-60 | N50P40K50 |
При разработке системы применения удобрений необходимо соблюдать следующие основные принципы:
1. Полное использование всех видов местных удобрений и биологических источников азота – культуры бобовых трав. Нормы внесения органических удобрений должны обеспечить бездефицитный баланс гумуса и определены в курсовой работе на основе баланса гумуса (табл. 11 курсовой работы).
2. В первую очередь удобрения должны получать основные культуры севооборота (в зависимости от его специализации).
3. Основная часть удобрений (80-85%) планируется для внесения в основной прием. Оставшуюся часть удобрений вносят при посеве в рядки фосфорные туки и в подкормку озимых, кормовых культур – азотные.
После составления плана внесения удобрений по полям севооборота рассчитывают годовую норму внесения по каждому полю и в целом по севообороту путем суммирования количества удобрений по всем полям. Удобренность 1 га севооборотной площади определяют путем деления общего количества удобрений, внесенных за ротацию, на количество полей. При определении соотношения внесенных элементов питания за единицу принимают количество внесенного азота на 1 га пашни.
В этом разделе курсовой работы необходимо обосновать разработанную систему применении удобрений (нормы, приемы, сроки, способы и формы вносимых удобрений), придерживаясь следующего плана:
1. Особенности питания культуры (вынос N, Р2О5 и К2О урожаем, поступление питательных веществ по периодам роста, критические периоды в питании культуры).
2. Рекомендуемые нормы удобрений под культуру и распределение их по приемам внесения с указанием лучших форм удобрений на данном типе почв.
3. Подробно описать удобрение озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии (диагностики почвенная и растительная, их назначение, сроки, способы внесения удобрений).
На основе разработанной системы применения удобрений, наличия удобрений в хозяйстве и плодородия каждого поля составляется годовой план внесения удобрений в полях севооборота (таблица 16 курсовой работы).
Основное удобрение (табл. 15 курсовой работы) корректируется с учетом обеспеченности почв фосфором и калием. При недостатке удобрений в хозяйстве рассчитанные нормы вносят преимущественно под культуры социально и экономически значимые для хозяйства. С отдельных культур нормы основного удобрения снимают полностью, оставляя припосевное внесение и подкормки.
Нормы внесения органических удобрений определяются исходя из наличия их в хозяйстве (табл. 7 курсовой работы) с учетом использования соломы непосредственно на удобрение. При составлении годового плана применения удобрений следует использовать все разделы курсовой работы, выполненные ранее (разделы 5; 6.1; 6.2; 6.3; 6.4).
6.7 Расчет годовой потребности удобрений для севооборота
Определение общей потребности в удобрениях по видам и формам позволяет хозяйству обоснованно выделять средства на приобретение удобрений, сделать заказ на проектирование и строительство склада для их хранения.
При выполнении курсовой работы годовую потребность в удобрениях следует рассчитать на основании системы применения удобрений в севообороте.
Расчет проводят по формуле:
,
где Дф – физическая масса удобрений, ц/га;
Дд.в. – доза внесения, кг/га д.в.
С – содержание действующего вещества в удобрении, %;
S – площадь поля, га.
Результаты расчета заносят в таблицу 17 курсовой работы. При выборе форм вносимых удобрений следует учитывать биологические особенности питания культур севооборота.
Пример расчета годовой потребности удобрений для севооборота представлен в таблице 19.
При заполнении таблицы можно использовать условные обозначения форм удобрений:
Азотные
Naa – аммонийная селитра
Nc – натриевая селитра
Na – сульфат аммония
Nм - мочевина
Nx – хлористый аммоний
Фосфорные
Рс – суперфосфат простой порошковидный
Рдс – двойной суперфосфат
Рсг – суперфосфат простой гранулированный
Рф – фосфоритная мука
Калийные
Кх – хлорид калия
Кк – калийная соль
Кс – сульфат калия
Комплексные
ДАФ – диаммофос
АФ – аммофос
НАФК – нитроаммофоска (азофоска)
НФК – нитрофоска
КАФК – карбоаммофоска
Таблица 19 – Пример расчета годовой потребности удобрений в севообороте, ц физической массы
| Культура севооборота | Площадь, га | Приемы внесения | Органические удобрения | Минеральные удобрения | ||||||||||||
| т/га | всего | Naa (35%) | Nм (46%) | Рсг (20%) | Рдс (45%) | НАФК (16:16:16) | Кх (60%) | |||||||||
| кг/га д.в. | ц | кг/га д.в. | ц | кг/га д.в. | ц | кг/га д.в. | ц | кг/га д.в. | ц | кг/га д.в. | ц | |||||
| Пар чистый | основное | |||||||||||||||
| рядковое | ||||||||||||||||
| подкормка | ||||||||||||||||
| Озимая пшеница | основное | |||||||||||||||
| рядковое | ||||||||||||||||
| подкормка | ||||||||||||||||
| Сахарная свекла | основное | |||||||||||||||
| рядковое | ||||||||||||||||
| подкормка | ||||||||||||||||
| И т.д. | ||||||||||||||||
| Итого | * | * | * | * | * | * | * |