5. Определение доз минеральных удобрений в севооборотах

Расчёт прибавок урожая. Прибавка урожайности – это разность между ДВУ (рассчитанной по влагообеспеченности) и фактической урожайности по запасам ЭМП в почве. Расчёт прибавок различных сельскохозяйственных культур, полученных, исходя из планируемых и фактических урожайностей представлен в таблице 6.

5.1 Расчёт доз удобрений на прибавку в полевом севообороте.

Расчёт доз удобрений на прибавку урожая проводится по формуле:

, (4)

где Д – доза элемента питания, кг/га;

А - планируемый урожай, т/га;

У_Ф – фактический урожай (действительно возможный урожай, который может быть получен исходя из содержания ЭМП в почве), т/га;

П – прибавка урожая;

а –биологический вынос элемента с единицей урожая, кг/т;

КИУ – коэффициент использования из удобрений.

При учёте использования органических удобрений в севообороте, расчёт доз минеральных удобрений необходимо проводить по формуле:

, где

П – прибавка урожая;

а –хозяйственный вынос элемента с единицей урожая, кг/т;

Н – количество элемента (д.в.), внесённого с навозом, кг/га;

КИУ_Н – коэффициент использования элемента из навоза;

КИУ_МУ – коэффициент использования из минеральных удобрений.

Расчёт доз удобрений на необходимую прибавку приведён в таблице 7.

5.2. Расчёт доз удобрений на планируемый урожай в овощном севообороте

Этот метод основан на знании выноса элементов питания урожаями сельскохозяйственных культур и учёта коэффициента использования питательных веществ из почвы и удобрений. Расчёт ведётся по формуле:

, (5)

где Д – доза удобрения, кг/га;

А – хозяйственный вынос элемента планируемым урожаем;

В – количество питательных веществ, которое растения смогут взять из почвы, кг/га (получено умножением содержания доступных питательных веществ в почве (мг/кг) на коэффициент перевода (в зависимости от плотности почвы и глубины диагностического слоя);

КИУ – коэффициент усвоения (использования) питательных веществ из удобрений.

Зная хозяйственный вынос сельскохозяйственными культурами основных элементов питания на формирование 1 т основной продукции с соответствующим количеством побочной (приложение 10) можно определить биологический вынос этих элементов 1 т урожая, используя соответствующие соотношения (приложение 13), а затем, биологический вынос всем запланированным урожаем.

Более точно дозы можно определить по выносу веществ данной культуры, химическому составу и соотношению между основной и побочной продукцией, хозяйственным и биологическим выносом, полученные в собственном хозяйстве или в опытном учреждении данной зоны.

Таблица 6 - Расчёт прибавки урожая под культуры полевого севооборота

№ п/п	Показатели	Чередование культур в севообороте
		Пшеница по пару			Горох			Пшеница			Ячмень
1	ПУ (по влагообеспеченности), т/га	2,64			2,22			2,25			2,43
2	Элементы питания	N	P	K	N	P	K	N	P	K	N	P	K
3	В почве до посева, мг/кг	23	116	274	13	108	264	15	112	254	10	9,6	282
4	Коэффициенты пересчёта	4,8	2,4	2,4	4,8	2,4	2,4	4,8	2,4	2,4	4,8	2,4	2,4
5	Запасы в почве, кг/га	110,4	278,4	657,6	62,4	259,2	633,6	72,0	268,8	609,6	48,0	230,4	676,8
6	Текущая нитрификация, кг/га	70			70			60			50
7	Симбиотическая азотфиксация*				95
8	Общие запасы N-NO3, кг/га	180,4			227,4			132,0			98,0
9	КИП	0,6	0,09	0,1	0,7	0,1	0,1	0,6	0,1	0,1	0,6	0,1	0,12
10	Взято из почвы, кг/га	108,2	25,0	65,8	159,2	25,9	63,4	79,2	26,9	61,0	58,8	23,0	81,2
11	Хоз. вынос 1 т урожая, кг	40,0	14,0	20,0	66,0	15,0	20,0	40,0	14,0	20,0	30,0	11,0	18,0
12	Возможный урожай за счёт почвенных запасов ЭМП, кг/га	2,7	1,79	3,29	1,40	1,73	3,17	1,98	1,92	3,05	1,96	2,09	4,51
13	Прибавка урожая, т/га	–	0,85	–	–	0,49	–	0,27	0,33	–	0,47	0,34	–

Примечание: * - только для зернобобовых и бобовых культур (поступление за счёт симбиотической азотфиксации составляет 65% от хозяйственного выноса)

Таблица 7 - Расчёт доз удобрений под культуры полевого севооборота

№ п/п	Показатели	Чередование сельскохозяйственных культур
		Пшеница по пару			Горох			Пшеница			Ячмень
1	Элементы питания	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O
2	Прибавка урожая, т/га	–	0,85	–	–	0,49	–	0,27	0,33	–	0,47	0,34	–
3	Хоз. вынос 1 т урожая, кг	40	14	20	–	15	20	40	14	20	30	11	18
4	Хоз. вынос от биологического, %	75	79	64	–	79	64	75	79	64	75	79	64
5	Биологический вынос 1 т урожая, кг	53	18	31	–	19	31	53	18	31	40	14	28
6	Биологический вынос прибавкой урожая, кг/га	–	15,5	–	–	9,3	–	14,3	5,0	–	18,8	4,8	–
7	Внесено навоза, т/га	18			–			–			–
8	Содержится в 1 т навоза, кг	5	2,5	60			–			–
9	Поступило в почву с навозом, кг/га	90	45	108			–			–
10	КИУ навоза	0,25	0,35	0,60	0,15	0,20	0,10			–
11	Использовано из навоза, кг	22,5	15,8	64,8	13,5	9,0	10,8
12	Дефицит, кг/га	–	–	–	–	0,3	–	14,3	5,0	–	18,8	4,8
13	КИУ мин. удобрений	–	–	–	–	0,3	–	0,6	0,20	–	0,6	0,3
14	Расчётная доза, кг/га	–	–	–	–	1,0	–	24	25	–	31	16
15	Откорректированная расчётная доза	–	–	–	11,5	11,5	–	25	25	–	27,6	15
16	Форма тука и %	–	–	–	нитроаммофос** (23, 23)		–	нитроаммофос (23, 23)		–	мочевина (46)	Pсд (45)
17	Физическая доза, ц/га	–	–	–	–	--	–	1,08		–	0,57	0,33
18	Откорректированная физ. доза, ц/га	–	–	–	0,5		–	1,10		–	0,6	0,3

• Примечание: * Поступление за счёт азотфиксации в посевах зернобобовых и однолетних бобовых трав составляет 60% от общего выноса урожая. **Несмотря на отсутствие дефицита азота и очень слабый дефицит по фосфору под горохом при посеве запланируем внесение нитроаммофоса в дозе 0,5 ц/га, что обеспечит растения в первый период роста и развития (пока не сформировались клубеньки) достаточным азотным питанием, а также на ранних стадиях – доступным фосфором.

Затем необходимо установить, какая часть общей потребности растений в питательных веществах будет удовлетворена за счёт почвенных запасов, а сколько нужно дополучить за счёт минеральных удобрений. Приведённая выше формула позволяет определить дозу минеральных удобрений только в том случае, если под урожай текущего года осенью (под зябь) не внесены органические удобрения. Если же навоз (или другое органическое удобрение) вносили, нужно дополнительно определить, сколько питательного элемента растения могут взять из него. В этом случае доза удобрения рассчитывается по формуле:

, (6)

где Д – доза элемента, кг д.в./га;

В – биологический вынос планируемым урожаем, кг/га;

С – содержание подвижных форм элемента в почве, кг/га;

КИП – коэффициент использования элемента из почвы;

Н – количество д.в., внесённого с навозом, кг/га;

КИУ_Н – коэффициент использования элемента из навоза;

КИУ_МУ – коэффициент использования из минеральных удобрений.

Пример. Потенциальный урожай капусты белокочанной среднепоздней по ФАР – 67,3 т/га. Почва лугово-чернозёмная среднегумусовая тяжелосуглинистая. В пахотном слое содержится следующее количество доступных питательных веществ: N-NO₃ –14,5, P₂O₅ – 125, K₂O – 250 мг/кг почвы. Требуется определить дозы внесения азотных, фосфорных и калийных удобрений.

1. Определяем общую потребность в питательных веществах на запланированный урожай: в азоте – 3,8 · 67,3 = 256, фосфоре – 1,2 · 67,3 = 81,0 и калия – 4,9 · 67,3 = 330 кг д.в./га.

2. Рассчитываем, какую часть от общей потребности в питательных веществах растения смогут взять из почвы. Чтобы определить, сколько питательных веществ находится в пахотном слое почвы, нужно их количество (мг/кг почвы) умножить на коэффициент пересчёта (прил. 6). Для азота диагностический слой берём 0-40 см, для фосфора и калия – 0-20 см, в результате получим: азота – 14,5 · 4,8 = 69,6, фосфора – 125 · 2,4 = 300, калия – 250 · 2,4 = 600 кг/га.

При расчёте общего количества нитратного азота необходимо учитывать величину текущей нитрификации (прил. 7), которую следует прибавлять к общим запасам нитратов в почве. Таким образом, общее количество N-NO₃ – 69,6 + 80 = 149,6 кг/га.

Таблица 8 - Расчёт доз удобрений под культуры овощного севооборота

№ п/п	Показатели	Чередование овощных культур
		Капуста белокочанная			Морковь			Картофель			Свекла столовая
1	Элементы питания	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O
2	Потенциальный урожай (УП по ФАР), т/га	67,3			57,6			30,7			52,9
3	Хоз. вынос 1 т урожая, кг	3,8	1,2	4,9	3,2	1,2	5,0	5,0	1,8	10,0	4,0	1,6	6,5
4	Хоз. вынос всем урожаем, кг/га	256	81	330	184	69	288	154	55,3	307	211	84,6	344
5	Содержится в почве, мг/кг	14,5	125	250	14,5	125	250	14,5	125	250	14,5	125	250
6	Коэффициент пересчёта	4,8	2,4	2,4	4,8	2,4	2,4	4,8	2,4	2,4	4,8	2,4	2,4
7	Общие запасы в почве, кг/га	69,6	300	600	69,6	300	600	69,6	300	600	69,6	300	600
8	Текущая нитрификация (NТ), кг/га	80			75			80			75
9	Общие запасы в почве с учётом NТ, кг/га	149,6			144,6			149,6			144,6
10	КИП	0,75	0,10	0,25	0,7	0,07	0,20	0,75	0,10	0,20	0,7	0,12	0,3
11	Доступные запасы ЭМП из почвы, кг/га	112,2	30,0	150,0	101,2	21,0	120,0	112,2	30,0	120,0	101,2	36,0	180
12	Необходимо растениям из удобрений, кг	143,8	51	180,0	82,8	48	168	41,8	25,3	187	110,2	48,6	164
13	Внесено навоза, т/га	50						30
14	Содержится в 1 т навоза, кг	5	2,5	6,0				5	2,5	6,0
15	Поступило в почву с навозом, кг/га	250	125	300				150	75	180
16	КИУ навоза	0,25	0,35	0,60	0,15	0,20	0,10	0,25	0,35	0,60	0,15	0,20	0,10
17	Использовано растениями из навоза, кг	62,5	43,7	180	37,5	25,0	30	37,5	26,3	108	22,5	15,0	18,0
18	Необходимо внести из мин. удобрений, кг/га	81,3	7,3	–	45,3	23,0	138	4,3	–	79	87,7	33,6	146
19	КИУ мин. удобрений	0,60	0,30	0,70	0,8	0,35	0,60	0,80	0,25	0,55	0,60	0,35	0,70
20	Расчётная доза, кг/га	135,5	24,3	–	56,6	65,7	230	5,4	125	143,6	146,2	96,0	208,6
21	Откорректированная расчётная доза	134,6	14,6	–	64,4	64,4	228	6,83	126	144	144,9	94,5	210
22	Форма тука и %	Ам. сел, (34,5)	Дв. суп-т, (45)	–	Нитроаммофос, 23, 23		КХ, (60)	Ам. сел, (34,5)	Дв. суп-т, (45)	КХ, (60)	Ам. сел, (34,5)	Дв. суп-т, (45)	КХ, (60)
23	Физическая доза, ц/га	3,93	0,54	–	2,46	2,86	3,83	0,15	2,78	2,39	4,24	2,13	3,48
24	Откорректированная физ. доза, ц/га	3,9	0,6		2,8		3,8	0,2	2,8	2,4	4,2	2,1	3,5

Умножив общее содержание питательных веществ в почве на коэффициент их усвоения (прил. 8), узнаем, сколько азота (149 · 0,75 = 112,2 кг), фосфора (300 · 0,10 = 30,0 кг) и калия (600 · 0,25 = 150 кг) используют растения из почвы.

3. Находим, сколько питательных веществ нужно дополучить из органических и минеральных удобрений растениям картофеля: азота = (256 – 112,2) = 143,8, фосфора = (81 – 30) = 51, калия = (330 – 150) = 180 кг/га.

4. Вносим 50 т/га бесподстилочного навоза. В навозе содержится 250 кг азота (50 · 5), 125 кг фосфора (50 · 2,5) и 300 кг калия (50 · 6). Подсчитываем, сколько питательных веществ с учётом коэффициентов усвоения (прил. 8) использует картофель: азота – 250 · 0,25 = 62,5, фосфора – 125 · 0,35 = 43,7, калия – 300 · 0,6 = 180 кг/га.

5. Определяем, сколько питательных веществ растения должны дополучить из минеральных удобрений: азота – 143,8 – 62,5 = 81,3, фосфора – 51 – 43,7 = 7,3 и калия – 180 – 180 = 0 кг/га (не требуется внесение).

Для установления доз азотных удобрений на планируемый урожай в Западной Сибири для зерновых культур, картофеля и овощей А.Е. Кочергиным и Ю.И. Ермохиным предложена следующая формула:

, (7)

где У – урожай зерна, ц/га;

В – потребность в азоте, кг (на 1 ц/га зерна с учётом побочной продукции – биологического выноса);

С_N-NO3 – содержание N – NO₃ до посева в слое почвы 0 - 30 см, кг/га;

N_T – азот текущей нитрификации, образующийся в почве в период вегетации растений: для яровых зерновых – май-июль, для пропашных – май-август, а для озимых – август-сентябрь и май-июль, кг/га;

КИП и КИУ – коэффициенты использования растениями азота из почвы (0,8) и из удобрений.