СИСТЕМА ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Учебно-методический комплекс для студентов агротехнологического факультета
специальности 1-74-02-05 Агрохимия и почвоведение

специальности 6-05-0811-01 Производство продукции растительного происхождения

Теоретический раздел

Тематический план лекций

Литература

          Основная

          Дополнительная

Демонстрационный материал

Практический раздел

Тематический план проведения лабораторных занятий

Курсовая работа

Контроль знаний

Вопросы зачета

Вопросы экзамена

Модульная программа

Тесты для контроля остаточных знаний

Формы и методы контроля текущей успеваемости

Вспомогательный раздел

Учебная программа

Авторы учебно-методического комплекса

Условия эффективного применения удобрений и их учет при разработке системы удобрения

Вопросы:

1. Биологические особенности питания растений и учет их при разработке системы применения удобрений.

2. Влияние почвенно-климатических и погодных условий на эффективность удобрений и их учет при разработке системы применения удобрений.

3. Агротехнические и организационно-хозяйственные условия.

1. Избирательное поглощение элементов питания у различных видов культурных растений является одним из основных факторов, оказывающих влияние на эффективность удобрений. Особенности корневого питания у сельскохозяйственных культур весьма различны. Общим для всех культур является то, что все они для формирования урожая требуют одинаковых макро- и микроэлементов. В отношении же потребляемого их количества за вегетационный период или за отдельные промежутки времени выявляются сложившиеся в процессе исторического развития видовые особенности питания.

Помимо различий в общем потреблении питательных элементов за вегетационный период необходимо знать и особенности в потреблении растениями отдельных питательных элементов в разные периоды их роста и развития. Только с учетом этих особенностей питания сельскохозяйственных культур можно получить максимальный эффект от удобрений.

При разработке системы удобрения отдельных сельскохозяйственных культур наряду с особенностями потребления ими элементов питания необходимо учитывать и другие биологические особенности растений: характер развития и усваивающая способность корневой системы, продолжительность вегетационного периода, отношение к концентрации почвенного раствора и т.д.

Характер развития корневой системы и ее усваивающая способность. Основная масса корней у большинства сельскохозяйственных культур сосредоточена во влажном слое пахотного горизонта с глубины 5 см и ниже от поверхности почвы. Оптимальные условия питания для растений создаются, если удобрения вносятся в наиболее влажный слой почвы – на глубину от 10 до 20 см, т.е. в зону размещения основной массы корневой системы. При мелкой заделке удобрения размещаются в поверхностных, пересыхающих слоях почвы и плохо используются растениями. Особенно низкий эффект от такой заделки наблюдается в засушливые годы при недостаточном выпадении осадков.

Корневая система сельскохозяйственных культур имеет различную усваивающую способность по отношению к фосфору и калию. Высокой усваивающей способностью по отношению к фосфору обладают люпин, гречиха, горчица, горох, озимая рожь. Эти культуры хорошо усваивают фосфор из запасов почвы и труднорастворимых фосфатов, менее отзывчивы на внесение фосфорных удобрений. При содержании подвижных форм фосфора в почве свыше 110 мг/кг почвы гречиха и люпин не отзываются на применение фосфорных удобрений.

Хорошо усваивают калий из запасов почвы люпин, гречиха, сахарная и кормовая свекла, картофель, хуже – лен, клевер, кукуруза. Под культуры, обладающие слабой усваивающей способностью, необходимо вносить элементы питания по потребности и в легкодоступной форме.

Продолжительность вегетационного периода. Культуры с коротким вегетационным периодом (лен, яровые зерновые и др.), как и скороспелые сорта, более требовательны к условиям питания, лучше отзываются на внесение удобрений в легкодоступной форме. Культуры с продолжительным вегетационным периодом (кукуруза, свекла, картофель, капуста и др.), как и позднеспелые сорта, менее требовательны к условиям питания. Они длительнее и лучше используют элементы питания из органических удобрений, запасов почвы и труднодоступных форм удобрений.

Сорта интенсивного типа лучше отзываются на высокий агрофон и, в частности, на высокие дозы удобрений, и плохо растут, дают низкий урожай на более бедном по питанию фоне.

Отношение (чувствительность) сельскохозяйственных культур к концентрации почвенного раствора. Озимая рожь, озимая пшеница, ячмень, овес, картофель, капуста, томаты выдерживают высокую концентрацию почвенного раствора. Под эти культуры возможно внесение всех элементов питания с минеральными удобрениями, можно внести все элементы питания при посеве или посадке, а также возможно внесение фосфорных и калийных удобрений в запас.

Не выдерживают высокой концентрации почвенного раствора лен, горох, кукуруза, свекла, огурцы, морковь, земляника. Под эти культуры не вносят удобрения в запас. Припосевное внесение удобрений ограничивается 10 кг фосфора на гектар. При этом необходимо, чтобы семена и удобрения разделялись прослойкой почвы.

Таким образом, рациональная система удобрения сельскохозяйственных культур разрабатывается на основе их биологических особенностей питания в течение всего вегетационного периода. Она должна своевременно обеспечивать растения элементами питания в необходимых количествах, соотношениях и формах.

2. Почвенные условия. Эффективность удобрений зависит от:

–типа почвы;

–гранулометрического состава почвы;

–кислотности почвы;

–содержания гумуса и подвижных элементов питания в почве;

–степени эродированности почвы и др.

Тип почвы. Из всех почвенных условий тип почвы оказывает наиболее существенное влияние на эффективность удобрений. На органогенных торфяных почвах высокую эффективность проявляют фосфорные, калийные, медные удобрения. Азотные удобрения эффективны на вновь осваиваемых торфяниках, особенно с кислой реакцией среды, а также на старопахотных торфяниках при их залужении злаковыми травосмесями. Фосфорные и калийные удобрения вносятся под все сельскохозяйственные культуры. Борные удобрения эффективны при возделывании кормовых корнеплодов, сахарной свеклы, клеверов, а медные удобрения целесообразно вносить под озимые и яровые зерновые культуры и многолетние злаковые травы.

На минеральных дерново-подзолистых почвах проявляется высокая эф­фективность от полного минерального удобрения, органических удобрений, а также от микроудобрений. На первом месте по эффективности стоят азотные удобрения, затем идут фосфорные и далее калийные.

Гранулометрический состав почвы. Прибавки урожая сельскохозяй­ственных культур на легких, по гранулометрическому составу почвах (песча­ных и супесчаных) возрастают при внесении азотных, калийных и органиче­ских удобрений, что связано с особенностями взаимодействия удобрений с почвой: большим выщелачиванием азота и калия, быстрой минерализацией органических удобрений. Потребность растений в фосфорных удобрениях, а вместе с тем и их эффективность при одинаковых значениях кислотности и запасах питательных элементов увеличивается на более тяжелых по гранулометрическому составу почвах. Это обусловлено более высоким закреплением (обменно и химически) фосфора на суглинистых и глинистых почвах, чем на песчаных и супесчаных.

Реакция почвенной среды. Кислотность почвы оказывает влияние на подвижность элементов питания (в первую очередь фосфора) в почве, на их доступность растениям и, как следствие, на эффективность вносимых удобрений. При неотрегулированной реакции почвенной среды имеет место существенное снижение продуктивности пашни.

Эффективность азотных удобрений снижается на кислых почвах и повы­шается при реакции среды близкой к нейтральной. Это объясняется низкой микробиологической активностью почвы и невозможностью формировать сельскохозяйственными культурами высокие урожаи при неотрегулированной реакции среды. Действие фосфорных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур также ниже на кислых почвах вследствие активного химического закрепления этого элемента в почве. Дозы фосфорных удобрений на таких почвах выше, чем при отрегулированной реакции среды.

На почвах с близкой к нейтральной реакцией среды возрастает потребность в калийных, борных, медных и цинковых удобрениях и отмечается высокая окупаемость этих удобрений прибавкой урожая вследствие получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур и качественной растениеводческой продукции.

В среднем эффективность удобрений на необработанных кислых почвах на 30-40% ниже, чем на таких же почвах, но произвесткованных. На произвестко­ванных почвах оплата минеральных удобрений возрастает на 15-20% и улучша­ется качество растениеводческой продукции. Так, содержание крахмала в клуб­нях картофеля увеличивается на 0,5-2,0%, сахара в корнеплодах сахарной свеклы – на 0,5-1,0%, сырого протеина в зерне –0,5-1,0%.

Содержание гумуса. Содержание гумуса в почве оказывает влияние на плодородие почвы, обеспеченность растений азотом, сроки внесения азотных удобрений под озимые зерновые культуры, величину и качество урожая сель­скохозяйственных культур, а также на эффективность вносимых удобрений.

На почвах с невысоким содержанием гумуса возрастает потребность в азотных удобрениях, а фосфорные и калийные удобрения без внесения азотных не проявляют высокой эффективности. На почвах с высоким содержанием гумуса снижается потребность в азотных удобрениях и повышается эффективность фосфорных и калийных удобрений, т.к. растения лучше обеспечиваются азотом за счет запасов почвы. Исследованиями многих научных учреждений установлена прямая зависимость урожаев сельскохозяйственных культур от содержания в почве гумуса.

С увеличением содержания в почве подвижных форм фосфора и калия остается высокой эффективность азотных удобрений, но снижается фосфорных и калийных. При достижении оптимальных параметров содержания в почве подвижных форм фосфора и калия дозы фосфорных и калийных удобрений могут быть на уровне выноса этих элементов планируемыми урожайностями сельскохозяйственных культур. Вместе с тем наибольшее влияние на эффективность удобрений оказывает комплекс агрохимических свойств почвы: степень кислотности, содержание гумуса, подвижных форм Р₂О₅ и К₂О, характеризующие степень агрохимической окультуренности почвы. С увеличением окультуренности почвы достигается максимальная продуктивность растений и эффективность минеральных удобрений.

Применение удобрений в интенсивных технологиях обеспечивает дальнейший рост урожайности зерновых культур. При этом максимальный эффект отмечается на высоко окультуренной почве.

Эродированность почв. Весьма существенные различия в режиме эле­ментов питания и, следовательно, в потребности и эффективности удобрений проявляются на разных элементах рельефа, особенно на склоновых землях. В результате снижения эффективности удобрений потребность культур в мине­ральных удобрениях возрастает с увеличением степени смытости и эродиро­ванности почв. На землях второй категории с преобладанием слабоэродированных почв дозы азотных удобрений увеличивают на 0-20%, на землях третьей категории с преобладанием среднеэродированных почв –на 30-50%, на землях четвертой категории с преобладанием сильноэродированных почв –на 50-100%. Дозы фосфорных и калийных удобрений на слабоэродированных почвах увеличивают на 20-30%, на средне и сильноэродированных почвах –на 30-60%.

Применение азотных удобрений – решающий фактор при переходе на минимальную, плоскорезную и безотвальную обработки почвы, входящие в систему противоэрозионных мероприятий на склоновых землях.

В целом, в сложных эрозионных ландшафтах требуется гибкая дифференцированная система удобрения, учитывающая разнообразие элементов рельефа, чтобы не допустить смыва питательных веществ и обеспечить эффективное и экологически безопасное использование удобрений [23].

Одним из факторов, ограничивающих рост и урожайность сельскохозяй­ственных культур, является избыточное уплотнение почвы. Уплотнение почвы происходит под влиянием воздействия естественных факторов: дождя (особенно при отсутствии покрова) и сил гравитации. Однако основной причиной уплотнения почвы является механическое воздействие ходовой системы тракторов, комбайнов, почвообрабатывающих машин, машин для внесения в почву органических и минеральных удобрений, известковых материалов и др.

Отрицательные последствия уплотнения почвы разнообразны: ухудшаются водно-воздушный режим почвы и условия минерального питания растений, снижается урожайность культур, усиливаются эрозия почвы, засоренность посевов, их зараженность болезнетворными бактериями и повреждаемость вредителями, снижается эффективность удобрений, возрастают затраты материальных ресурсов на обработку почвы.

Уплотнение почвы отрицательно влияет на усвоение растениями всех элементов питания: азота, фосфора, калия, магния, бора, железа, серы, меди и др. Основными причинами снижения урожайности сельскохозяйственных культур при уплотнении почвы являются ухудшение условий для формирования мощной корневой системы и активной ее деятельности, нарушение водно-воздушного режима.

Сорта и гибриды интенсивного типа, как правило, значительно требова­тельнее не только к общему уровню минерального питания, но и к мощности корнеобитаемого слоя, агрохимическим свойствам почвы и к уплотнению. Для обеспечения высоких устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и повышения окупаемости удобрений важно не допускать чрезмерного уплотнения почвы.

Климатические условия. К климатическим условиям, определяющим эффективность удобрений, относятся:

–    сумма активных температур (более 10⁰С) в летний период, температура воздуха в течение вегетации растений;

–    количество и распределение в течение года осадков, а также весенние запасы продуктивной влаги в почве.

Как недостаток, так и избыток тепла снижают поступление элементов питания в растения, а вместе с тем и эффективность удобрений. Низкие температуры в начале роста растений оказывают наиболее сильное негативное влияние на азотное и фосфорное питание, а также и на эффективность удобрений.

Количество атмосферных осадков и равномерность их распределения играют определяющую роль в эффективном использовании растениями питательных веществ. Условия погоды в критические периоды роста и развития растений остаются важнейшим фактором эффективности удобрений. Так, по данным белорусских ученых, эффективность удобрений в засушливые годы может снижаться в среднем на 36%, а во влажные увеличиваться в среднем на 52% по сравнению с действием их в нормальные по увлажнению годы. Особенно отчетливо проявляется зависимость эффективности азотных удобрений от количества выпавших осадков, менее значительно – фосфорных удобрений.

Большое значение при использовании удобрений в различные по увлажнению годы имеет отношение культур к срокам выпавших осадков. Так, для яровой пшеницы особенно велико значение весенних и раннелетних дождей, а также весенние запасы влаги в почве. Кукуруза и просо хорошо используют осадки в середине лета. При возделывании картофеля недостаток осадков в июне-июле отрицательно сказывается на урожае. Для урожая озимых зерновых культур критическим в отношении влагообеспеченности является октябрь.

3.Агротехнические условия. К важнейшим агротехническим условиям, определяющим эффективность удобрений, являются севообороты, обработка почвы, известкование почв, борьба с сорняками, вредителями и болезнями растений, сроки сева, отзывчивость сортов на удобрения неравномерность внесения удобрений и др.

Агротехнические условия эффективности удобрений легче соблюдаются в условиях севооборотов, так как при правильном чередовании культур полнее используются питательные вещества удобрений. В севообороте легче и успешнее вести борьбу с сорняками, вредителями и болезнями растений, учитывать роль предшественника, планировать объемы внесения удобрений.

Эффективность удобрений значительно возрастает в интенсивных технологиях на фоне применения пестицидов.

На эффективность удобрений сказывается неравномерность их внесения (распределение по полю). При неравномерности внесения азотных удобрений 60-80% урожайность сельскохозяйственных культур снижается на 45-50%, фосфорных – на 20-25%.Высокий уровень плодородия почв и удобрения спо­собствуют более существенным прибавкам при внедрении новых интенсивных сортов. Для лучшего использования питательных веществ удобрений и почвы, уменьшения загрязнения окружающей среды и повышения эффективности удобрений необходимо внедрение новых интенсивных (агрохимически эффективных) сортов зерновых, технических, кормовых, овощных и других культур.

Организационно-экономические условия. Они определяют, прежде всего, возможные ресурсы производства органических удобрений, изыскание возможностей для покупки, хранения минеральных удобрений, техники для внесения, а также рациональное применение всех видов удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур. Прогрессивные формы организации труда в технологии применения удобрений влияют на рациональное использование удобрений, а также труда и техники, способствуют повышению эффективности химизации.