Егоров В.С.

«ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ БАЛАНСА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ И ГУМУСА В АГРОЦЕНОЗАХ»

Методическое пособие

Москва 2011

ВВЕДЕНИЕ

Основой высокопродуктивного земледелия является всемерное повышение плодородия почв. Успешное решение этой проблемы зависит от правильного использования факторов, определяющих плодородие почв, влияющих на круговорот и баланс органического вещества, биогенных макро- и микроэлементов, а также на агрофизические свойства, обеспечивающие оптимальные тепловой, воздушный и водный режимы почв.

Определение баланса питательных веществ и гумуса в системе почва – удобрение – растение является агрохимической основой для прогнозирования и контроля состояния плодородия почв, потребности в удобрениях отдельных хозяйств, районов, регионов и страны в целом, оценки степени интенсификации сельского хозяйства.

Благодаря установленному балансу питательных веществ и гумуса представляется возможным разработать мероприятия по повышению плодородия почв, совершенствованию системы применения удобрений в севообороте, хозяйстве, регионе и давать ей агроэкономическую и агроэкологическую оценки, а также определить потребность культур в удобрениях при планируемых урожаях хорошего качества (Минеев, 1984).

СОСТОЯНИЕ БАЛАНСА АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ

В ЗЕМЛЕДЕЛИИ РОССИИ

Впервые вывод о необходимости значительного улучшения баланса питательных веществ в земледелии нашей страны был сделан Д.Н. Прянишниковым на основе изучения баланса питательных веществ в земледелии развитых капиталистических стран. При этом он считал, что для обеспечения систематического роста урожаев необходимо возвращать в почву 80% азота и калия и 100% фосфора выносимых урожаями сельскохозяйственных культур. По его расчетам в балансе питательных веществ по СССР в 1940 году с навозом, минеральными удобрениями и корнями бобовых культур в почву возвращалось лишь 26,2% азота, 31,7% фосфора и 23,9% калия. Таким образом, дефицит питательных веществ был значительным.

Начиная с 60-х годов, по мере роста производства и применения минеральных удобрений в сельском хозяйстве, состояние баланса постепенно улучшалось и к концу 10-й пятилетки (1976-1980гг) в отдельных регионах и союзных республиках он стал высоко положительным (табл. 1). В то же время в Уральском экономическом районе, Казахстане в балансе питательных веществ отмечался существенный дефицит.

В балансе азота была выявлена четкая закономерность (табл. 1):

в районах с распространением почв относительно богатых гумусом (черноземы, серые лесные) складывался, как правило, отрицательный баланс. На почвах низкого естественного плодородия – положительный с интенсивностью 110-163%, что экономически не всегда оправдано. Это связано с тем, что увеличение доз применяемых удобрений на бедных почвах Нечерноземной зоны и Северо-Западного региона часто не приводило к росту урожайности сельскохозяйственных культур.

Наиболее благоприятно баланс азота складывался в Прибалтике, Закавказских и Среднеазиатских республиках. Только половина расхода азота восполнялась в Уральском, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском экономических районах.

По фосфору в большинстве районов интенсивность баланса была близка к 100%, что было связано с внесением высоких доз фосфорных удобрений. В то же время на обширной территории, занятой различными подтипами

Таблица 1

Интенсивность баланса азота, фосфора и калия пашни СССР (1976-1980гг). (Шишов, Кораблева и др, 1987)

Экономический регион, республика		Интенсивность баланса, %
		N		P2O5	К2О
СССР	90		88		57
РСФСР	81		82		55
Северо-западный район	158		116		191
Центральный район	129		100		129
Волго-Вятский район	120		103		109
Центрально-черноземный район	80		77		58
Уральский район	62		69		46
Эстония	156		113		163
Латвия	163		140		202
Литва	133		113		133
Белоруссия	152		141		208
Украина	89		87		68
Молдавия	81		83		30
Грузия	128		100		56
Армения	163		122		41
Азербайджан	111		107		32
Казахстан	57		42		13
Узбекистан	124		118		35
Киргизия	110		93		25
Таджикистан	122		105		27
Туркмения	136		106		48

черноземов, каштановыми почвами, где в условиях засушливого климата фосфорные удобрения дают высокий эффект, отмечался их дефицит.

Баланс калия характеризовался ярко выраженным дефицитом, особенно в южных и восточных регионах СССР, где калийные удобрения малоэффективны и большая часть потребности растений в калии удовлетворялась за счет его высоких естественных запасов в почвах. Однако это приводит к истощению его запасов. Так, в Средней Азии ориентация на имеющиеся в почве запасы калия превратила его в лимитирующий фактор. В Прибалтике и Белоруссии вследствие применения повышенных доз калийных удобрений интенсивность баланса по калию достигла 208%. Это привело к увеличению площадей с высоким содержанием этого элемента, что ни агрономически, ни экономически не оправдано (Шишов, Кораблева и др., 1987).

Баланс питательных веществ наиболее благоприятно складывался под техническими и овощными культурами (сахарная свекла, хлопок, лен, картофель) и отрицательный баланс под зерновыми культурами, что сдерживало рост их урожайности (Петербургский, Никитишен, 1978).

К сожалению, в то время балансовый метод еще не нашел широкого применения в практике агрохимического обслуживания.

Это было обусловлено двумя основными факторами: 1) отсутствием солидной качественной нормативной базы для проведения расчетов баланса питательных веществ, 2) отсутствием единого подхода к расчету баланса питательных веществ в республиках и областях страны (Шишов, Кораблева и др., 1987).

Состояние баланса питательных веществ в Российской Федерации со временем претерпело существенные изменения. Если в период с 1966 по 1990 год интенсивность баланса (коэффициент возврата) питательных

веществ (NPK) возрастала (Рис. 1) с 45 до 115-118% , то, начиная с 1991 года (в связи с переходом на рыночную экономику и снижением уровня поставок удобрений сельскому хозяйству), произошло резкое снижение интенсивности баланса NPK до 45% к 1995 году и до 20% к 1999 году. В 1998-1999 гг. несмотря на низкую урожайность, вынос питательных веществ из почвы в 5 раз превысил их поступление с минеральными и органическими удобрениями (Попов, Постников, Кондратенко, 2000).

Рис.1.Баланс питательных веществ (NPK) в земледелии России

Последнее десятилетие двадцатого века характеризовалось практически повсеместно экстенсивным использованием земельных ресурсов – вынос основных макро- и микроэлементов с урожаем часто превышал их поступление в почву. В результате недовосполнения выноса питательных веществ, на пашне страны в целом сложился резко отрицательный баланс NPK (Рис. 1,2). При сохранении такой ситуации с применением удобрений, агрохимические свойства и плодородие почв пашни будут и в дальнейшем ухудшаться, что может привести к необратимым последствиям, связанным с деградацией наиболее ценных в России почв.

Рис. 2. Баланс азота, фосфора и калия в земледелии России

В.Г.Минеев и Т.Н.Болышева (2002) проводя оценку состояния обеспеченности почв основными элементами питания растений, отмечают, что службы химизации земледелия, отвечающие в стране за агрохимическое картирование, традиционно не проводили оценку земель по содержанию валовых запасов азота, что в немалой степени, связано с трудоемкостью

анализов, не проводилась оценка обеспеченности почв азотом и расчетными методами (по содержанию органического вещества в почве). Однако нетрудно предположить, что с падением содержания органического вещества в почве, подкислением и снижением уровня применения органических и минеральных удобрений произойдет обеднение почв этим элементом. Обобщенные данные исследования азотного режима почв Московской области, показали, что на не удобренных среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах растения могут за период вегетации использовать из пахотного слоя от 20 до 100 кг минерального азота. В условиях промывного режима наблюдается вымывание минерального азота в глубокие горизонты почвы. Масштабы этого явления в условиях сельскохозяйственного производства Нечерноземной зоны могут достигать ощутимых размеров. В 80-е годы, когда в Подмосковье применялось до 110 кг/га азота, его количество, вымываемое за пределы корнеобитаемого слоя, превышало отчуждение азота с товарной частью продукции (Шафран, 1995). В последние годы такого дисбаланса азота в агроценозах Нечерноземья не наблюдается, и тех небольших поступлений его в почву в составе удобрений едва хватает для компенсации выноса этого элемента питания урожаями сельскохозяйственных культур.

Другим важным показателем окультуренности почв является обеспеченность их подвижными формами фосфора. В хозяйствах России имеются почти 39 млн. га пахотных земель с низким и очень низким содержанием подвижного фосфора. На этих почвах применение фосфорных удобрений обеспечивает не менее трети получаемого урожая, повышает эффективность других удобрений. Государственной экспертной комиссией бывшего Госплана СССР в 1988-1989 гг. для российского земледелия на 2000-2005 годы определялись потребности в фосфорных удобрениях в 8,8-10,3 млн. т, причем минимальный вариант учитывал обеспеченность ими только 70% пашни. В Нечерноземье ежегодный недобор зерновых, если не проводить фосфоритование, составляет 3-4 млн. т, а в целом по России – 20-30 млн. т (Минеев, Болышева , 2002). Например, на дерново-подзолистых почвах прослеживается тесная зависимость урожая зерновых от содержания подвижных форм фосфора в пахотном слое (мг Р₂О₅ на кг почвы):

Содержание фосфора	50-70	100-120	140-160	180-200
Средний урожай, ц/га	18­-21	25-28	29-32	32 и выше

Относительно благополучная ситуация по обеспеченности почв фосфором сложилась в Московской области, в республике Татарстан, в некоторых районах Нижегородской области. Так, средневзвешенное содержание подвижного фосфора в пахотных почвах Подмосковья достигло к 1991 году 210 мг/кг, причем доля почв с высоким и очень высоким их содержанием составляла 73,4%. Однако, резко снизившийся уровень применения фосфорных удобрений (в 1994-97 гг. в почву Московской области вносили по 4-7 кг/га фосфора) и, как следствие, дефицитный баланс этого элемента питания в земледелии области в очень скором времени могут создать угрозу состояния фосфатного режима дерново-подзолистых почв, занимающих в области большую часть сельскохозяйственных угодий (Курганова, 1999).

Еще одним элементом питания растений, определяющим уровень окультуренности почв, является калий. В России в период с 1965 по 1989 г калийные удобрения применяли в возрастающих количествах, но даже в это время баланс калия в целом по РСФСР был дефицитным (табл.1).

На дерново-подзолистых и серых лесных почвах баланс был положительным, что повысило содержание обменного калия соответственно в 1,4 и 1,2 раз. Некоторое повышение обменного калия на черноземах объясняется его интенсивной мобилизацией за счет потенциальных запасов. Процесс обеднения каштановых почв обменным калием выражен особенно четко.

В настоящее время калийные удобрения вносятся в недостаточных количествах, что приводит к заметному снижению продуктивности пашни. Особенно бедны калием, как, впрочем, и всеми основными элементами питания, почвы Северо-Запада России. Здесь около 40% пахотных почв относятся к слабоокультуренным и выпаханным, 45% плохо обеспечены подвижным калием (Научные основы…, 1997).

Недооценка роли калия, отнесение его к третьему по дефицитности элементу минерального питания, привели к созданию дефицита этого элемента даже в ранее благополучных районах. Например, снижение уровня применения калийных удобрений существенно отразилось на обеспеченности почв калием в Ставропольском крае. Результаты агрохимического обследования почв 1993-1996 гг. показали, что в 16 из 17 районов содержание подвижного калия в почвах снизилось на 6-82 мг/кг почвы (Подколзин, 1997). Аналогичные данные получены другими исследователями, работающими в Предкавказье (Кцоев, 1997). Многолетние исследования, проведенные в Северной Осетии, выявили тенденцию к уменьшению валового содержания калия в почвах. За 30 лет сократился как непосредственный – до 12%, так и ближний резерв – до 8% по сравнению с первоначальным содержанием. Наиболее существенные изменения в сторону понижения отмечены в каштановых почвах, черноземе южном и обыкновенном. Подобному падению содержания калия в почвах способствовало существовавшее в течение многих лет мнение некоторых специалистов об отсутствии необходимости применения калийных удобрений на этих почвах (Минеев, 1999, Минеев, Болышева, 2002).

Снижается содержание обменного калия в почвах Центрально-Черноземной зоны (ЦЧО), особенно при облегчении их гранулометрического состава, эрозии, а также вследствие агрогенной деградации. Большая часть типичных черноземов этой зоны не имеет оптимального уровня содержания подвижного калия. Наиболее обеднены обменным калием западные и северные районы ЦЧО, что объясняется не только особенностями почвообразующих пород, но и длительным интенсивным их использованием (Агроэкологическое состояние.., 1996). Ухудшение калийного состояния черноземов ЦЧО требует пересмотра отношения к калийным удобрениям и другим агрохимическим средствам, улучшающим баланс калия в агроэкосистемах (Минеев, 1999, Минеев, Болышева, 2002). Неблагополучная ситуация с балансом калия в земледелии в последние годы складывается в Западной и Восточной Сибири, где внесением минеральных и органических удобрений компенсируется соответственно 4% и 9% выноса этого элемента с урожаем.

При сохранении современной структуры сельскохозяйственных угодий, с учетом целесообразности обеспечения воспроизводства плодородия почв, необходимо ежегодно вносить не менее 14-15 млн. т д.в. удобрений, но в 1996-1999гг. объемы их применения не превышали 1,2-1,5 млн. т (около 10-12 кг/га пашни). Несмотря на значительный уровень производства минеральных удобрений в России поставки минеральных удобрений за последние годы не превысили 2,5 млн.т. (рис.3) однако несколько возросло внесение минеральных удобрений на 1 га посева. В сельскохозяйственных организациях АПК в период 2005-2008 гг. оно составило 25-36 кг/га почв (табл. 2), но главным образом за счет повышения норм применения удобрений под фабричную сахарную свеклу, овощебахчевые культуры и картофель. Под зерновые культуры за эти годы

Таблица 2. Внесение минеральных удобрений под посевы сельскохозяйственных культур в Российской Федерации

	2005	2006	2007	2008
Внесение минеральных удобрений (в пересчете на 100% питательных веществ: Всего, млн.т	1,4	1,5	1,7	1,9
На 1 га посева, кг	25	27	32	36
Из них под: Зерновые культуры (без кукурузы)	29	31	35	40
Сахарную свеклу (фабричную)	252	245	271	274
Лен-долгунец	51	38	44	47
подсолнечник	15	16	19	22
Овощебахчевые культуры	114	131	137	139
картофель	181	213	242	243
Кормовые культуры - всего	9	10	12	13

было внесено от 30 до 40 кг/га посева. В 2008 г cельскохозяйственными товаропроизводителями было закуплено около 2,26 млн. тонн минеральных удобрений, при этом внесено 2,16 млн. тонн д.в. минеральных удобрений или в среднем по России 36 кг/га. В том числе: азотных – 1,4 млн. тонн д.в.,

Рис.3. Объемы производства и применения минеральных удобрений в хозяйствах Российской Федерации.

Рис. 4. Удельный вес посевной площади, удобренной минеральными удобрениями.

фосфорных – 0,5 млн. тонн д.в., калийных – 0,33 млн. тонн д.в. (Чекмарев, 2009.). В 2009 году было внесено 2,4 млн. тонн д.в. минеральных удобрений или в среднем по России 41 кг/га посева.

Однако значительная часть посевных площадей оставалась не удобренной ( рис.4).

За последнее десятилетие в целом в земледелии Российской Федерации отмечается положительная тенденция в применении удобрений на гектар посева сельскохозяйственных культур (Чекмарев, 2009) (рис.5, табл.2).

Рис. 5. Динамика внесения минеральных удобрений в РФ на 1 га посева сельскохозяйственных культур. 2000-2008гг.

Однако эти показатели не могут удовлетворить отечественное земледелие, так как они не обеспечивают динамичный рост урожайности сельскохозяйственных культур в соответствии с разработанной учеными «Концепцией развития агрохимии и агрохимического обслуживания сельского хозяйства Российской Федерации на период до 2010 г» (2005г.)

По применению минеральных удобрений Российская Федерация еще существенно отстает от ряда зарубежных зернопроизводящих стран (Чекмарев, 2009) (рис. 6).

Рис. 6. Внесение минеральных удобрений в зарубежных странах и РФ на 1 га пашни.

Следовательно, большая часть урожаев в современном отечественном земледелии формируется за счет мобилизации почвенного плодородия, без компенсации выносимых с урожаями элементов питания. Это приводит к проявлению негативных процессов в агроэкосистемах: ухудшению гумусного состояния почв, их воднофизических, агрохимических и биологических свойств, снижается содержание подвижных форм питательных веществ, ослабляется буферная способность почвы, ее устойчивость против негативных процессов, вызванных деградацией почвенного покрова антропогенного и техногенного происхождения.

В конечном счёте, снижается плодородие почв, урожайность и качество продукции выращиваемых сельскохозяйственных культур.

В «Концепции..» (2005) представлен расчетный баланс питательных веществ из расчета обеспечения планируемого валового производства сельскохозяйственной продукции и сохранения плодородия почв (табл. 3).

Таблица 3. Баланс элементов питания в земледелии.

ПОКАЗАТЕЛИ	Элементы питания
	N	P2O5	K2O	Всего
Вынос кульутрами, млн.т.	5,78	1,76	6,05	13,59
Поступление с органическими удобрениями, млн.т.	0,68	0,34	0,88	1,70
Поступление биологического азота, мнл.т.	0,90	-	-	0,90
Поступление с минеральными удобрениями, млн.т.	4,2	1,19	3,07	8,46
Поступление питательного вещества, млн.т.	5,78	1,53	3,75	11,06
Баланс (+/-), млн т	0	- 0,23	- 2,30	- 2,53
Интенсивность баланса, %	100	87	62	83
Вынос питательного вещества, на 1 га, кг	68	21	71	160
Средние дозы минеральных удобрений на 1 га, кг	49	14	36	99
Поступит на 1 га с учетом органических удобрений, кг	57	18	44	119
Поступит на 1 га питательного вещества с учетом биологического азота, кг	68	18	44	130
Дефицит питательного вещества, кг/га	0	- 3	- 27	- 30
Соотношение N : P2O5 : K2O в выносе 1: 0,3 : 1,05
Соотношение N : P2O5 : K2O в удобрении (с учетом биологического азота) 1 : 0,26 : 0,65

В целом баланс биогенных элементов в агроэкосистемах отечественного земледелия за последние два десятилетия складывается с большим дефицитом. Компенсируется применением удобрений только лишь 20% питательных веществ, вынесенных с урожаем сельскохозяйственных культур.

По результатам балансовых исследований на каждый гектар пашни не хватает по 80-100 кг действующего вещества питательных элементов. Если положение не изменится, то процесс деградации земель во многих регионах может стать необратимым, а продуктивность пашни уже в ближайшие годы снизиться до 11-13 ц/га зерновых единиц. (Попов и др., 2000).

Данные по внесению минеральных удобрений на 1 га посевной площади в 2009 году свидетельствуют о том, что в регионах с более высоким уровнем применения удобрений урожайность зерновых значительно выше, чем в среднем по стране.

Таблица 4. Внесение минеральных удобрений по регионам РФ в 2009 году

( Чекмарев, 2010).

Субъект Российской Федерации	Внесено мин. Удобрений Тыс.т. д.в.	Кг/га	Урожайность, ц/га
Курская область	116,5	112	31,0
Липецкая область	100,0	104	35,7
Белгородская область	115,6	102	29,4
Республика Татарстан	265,0	102	31,7
Московская область	45,5	89	28,3
Воронежская область	130,4	89	26,4
Краснодарский край	230,4	87	43,9
Республика Мордовия	50,3	79	29,6
Орловская область	64,7	76	30,7
Алтайский край	0,3	5	15,3
Омская область	8,8	5	19,0
Оренбургская область	18,7	6	12,3
Костромская область	1,3	6	13,3
Новосибирская область	13,3	6	18,9
Республика Калмыкия	2,0	9	17,2
Псковская область	2,6	9	15,6
Тверская область	4,8	9	14,6
Челябинская область	14,0	10	11,6
Ярославская область	4,3	13	19,0

В некоторых регионах доза внесения удобрений на гектар посевной площади и, как следствие, урожайность зерновых, были самые низкие в стране (табл.4).

По агрохимическим показателям пахотные земли РФ в среднем низко продуктивные, особенно в Нечерноземье. В пахотном слое недостает значительных количеств питательных элементов: азота, фосфора, калия, кальция, магния, микроэлементов (бора, кобальта, меди, молибдена, цинка).

В настоящее время в связи с дефицитом минеральных и органических удобрений остро стоит вопрос о рациональном и наиболее эффективном их применении, что возможно только на основе расчета баланса питательных веществ.

В зависимости от поставленной цели применяют различные методы балансовых расчетов. Баланс питательных элементов определяется разностью между приходной и расходной статей. Приходная часть баланса чаще всего включает следующие источники поступления питательных веществ: 1) минеральные удобрения, 2) органические удобрения, 3) пожнивно-корневые остатки, 4) посевной материал, 5) биологическая фиксация азота клубеньковыми и свободноживущими микроорганизмами, 6) поступление с осадками.

Расходная часть баланса включает в себя: 1) вынос с урожаем основной и побочной продукции, 2) вынос с растительными остатками, 3) вымывание в грунтовые воды и смыв с поверхности, 4) потери в результате эрозионных процессов, 5) газообразные потери из удобрений и почвы и т.д.

Для расчета баланса элементов питания в агроценозе разработаны соответствующие формулы.

Формула расчета баланса азота.

Б_N = ( Nу + Nс + Nб + Nро + Nо ) - ( Nву + Nро + Nп )

Б_N - баланс азота, кг/га N

Приходная статья баланса

Nу - поступление с удобрениями Nу = ( Nм + Nор), где

Nм - поступленте с минеральными удобрениями

Nор - поступление с органическими удобрениями

Nс - поступление с семенами ( с посевным материалом)

Nб - поступление за счет биологической фиксации

Nб = ( Nсим. + Nнсим.), где

N сим. - поступление за счет симбиотической фиксации

N нсим. - поступление за счет фиксации свободноживущими микроорганизмами.

Nро – поступление с растительными остатками

Nо - поступление с осадками

Расходная статья баланса

Nву - вынос с урожаем основной и побочной продукции. кг/га N

Nро – вынос растительными остатками

Nп - потери азота из почвы Nп = ( Nг + Nв + Nэ), где

Nг - газообразные потери

Nв - потери за счет вымывания

Nэ - потери за счет эрозионных процессов.

Формула расчета баланса фосфора.

Б_P = ( Pу + Pс + Pро + Pо ) - ( Pву + Pро + Pп )

Б_P - баланс фосфора, кг/га P₂O₅

Приходная статья баланса

Pу - поступление с удобрениями Pу = ( Pм + Pор), где

Pм - поступленте с минеральными удобрениями

Pор - поступление с органическими удобрениями

Pс - поступление с семенами ( с посевным материалом)

Pро – поступление с растительными остатками

Pо - поступление с осадками

Расходная статья баланса

Pву - вынос с урожаем основной и побочной продукции

Pро – вынос растительными остатками

Pп - потери азота из почвы Pп = ( Nв + Nэ), где

Pв - потери за счет вымывания

Pэ - потери за счет эрозионных процессов.

Формула расчета баланса калия.

Б_K = ( Kу + Kс + Kро + Kо ) - ( Kву + Kро + Kп )

Б_K - баланс фосфора, кг/га K₂O

Приходная статья баланса

Kу - поступление с удобрениями Kу = ( Kм + Kор), где

Kм - поступленте с минеральными удобрениями

Kор - поступление с органическими удобрениями

Kро – поступление с растительными остатками

Kс - поступление с семенами ( с посевным материалом)

Kо - поступление с осадками

Расходная статья баланса

Kву - вынос с урожаем основной и побочной продукции

Kро – вынос растительными остатками

Kп - потери азота из почвы Kп = ( Kв + Kэ), где

Kв - потери за счет вымывания

Kэ - потери за счет эрозионных процессов.

Существуют методики определения каждого источника поступления и расхода питательных веществ, однако для практических целей чаще всего пользуются справочными данными.

При проведении научно-исследовательских работ для расчета баланса используют данные, полученные в конкретных условиях опыта, либо полученные на ближайших опытных станциях в длительных опытах с удобрениями.

Для практических целей используют данные по биологическому, хозяйственному и внешнехозяйственному балансам.

Биологический баланс наиболее полно охватывает все статьи поступления и расхода питательных веществ. Его можно использовать при оценке системы удобрения отдельных культур и специализированных севооборотов.

Хозяйственный баланс учитывает только вынос питательных веществ с основой и побочной продукцией и компенсацию их за счет внесения минеральных и органических удобрений. Обычно расчет такого баланса дает объективную агроэкономическую оценку системе удобрения в хозяйстве. зоне, регионе и т.д.

Внешнехозяйственный баланс учитывает отчуждение элементов питания с товарной продукцией за пределы хозяйства и поступление их с минеральными удобрениями. Расчет этого вида баланса имеет важное значение для правильного распределения удобрений и в значительной мере определяется специализацией хозяйства. Если хозяйство специализируется на производстве товарной продукции (зерно, овощи и т.д.), то баланс будет более дефицитным, чем в хозяйствах, специализирующихся на производстве животноводческой продукции на собственной кормовой базе, где значительная часть питательных веществ возвращается в почву.

РАСЧЕТ БАЛАНСА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

(НА ПРИМЕРЕ ОБЛАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ)

Допустим, необходимо оценить состояния баланса N, Р и К области и на этой основе определить направленность изменения плодородия почв сельскохозяйственных угодий. Для этого мы должны дать характеристику сельскохозяйственных угодий области на основе результатов почвенно-агрохимического картирования.

Площадь сельскохозяйственных угодий М-ской области составляет 1600 тыс. га, из них под пашней 1050 тыс. га, под многолетними насаждениями 50 тыс. га, сенокосами 200 тыс. га, пастбищами – 300 тыс. га. 1 млн.га угодий располагается на дерново-подзолистых почвах, 200 тыс. – на серых лесных, 100 тыс. га на пойменных, 10 тыс. га на дерновых и 280 тыс. га на оподзоленном и выщелоченном черноземах.

По гранулометрическому составу почвы распределены следующим образом: 200 тыс. га песчаные и супесчаные, 1млн.га – легко- и среднесуглинистые, 400 тыс.га – тяжелосуглинистые и глинистые.

По данным последнего тура агрохимического обследования почв одна треть их характеризуется высоким уровнем плодородия, такое же количество почв характеризуется средним и низким уровнями плодородия. Данные по продуктивности сельскохозяйственных угодий, уровне применения минеральных удобрений и т.д. представлены в соответствующих таблицах при расчете приходных статей баланса.

Приходная часть баланса

1. Поступление питательных веществ с минеральными удобрениями

Определяется в соответствии с поставками минеральных удобрений в область по действующему веществу. В М-скую область ежегодно поставляется за счет удобрений 150 тыс. т азота, 100 тыс. т Р₂О₅ и 150 тыс. т К₂О.

2. Поступление питательных веществ с органическими удобрениями.

При расчете данной статьи баланса принимается во внимание количество используемых органических удобрений (навоза, птичьего помета, торфа, сапропеля, осадков сточных вод и т.д.) и содержание в них питательных веществ (по данным анализов или справочным данным). Ежегодно в данной области используется 16600 тыс. т органических удобрений, в том числе 12000 тыс. т навоза, 1000 тыс. т помета, 3000 тыс. т торфа, 300 тыс. т сапропеля и 300 тыс. т осадков сточных вод, причем применение сапропеля и осадков сточных вод возможно только при наличии данных по химическому составу и разрешения СЭС.

Содержание азота, фосфора и калия в этих видах органических удобрений представлено в таблице 5. Следует рассчитать количество питательных веществ, которое поступит в почву с применяемыми органическими удобрениями (таб.6).

3. Поступление азота за счет симбиотической фиксации бобовыми культурами.

При расчете баланса азота в земледелии значительное место отводится фиксации его клубеньковыми бактериями. Принимается целый ряд условных допущений, пользуются усредненными показателями имеющихся научных данных, полученных в различных районах области или справочными данными. При этом необходимо учитывать, что в Нечерноземной зоне клевер и однолетние бобовые культуры высевают преимущественно в смеси со злаками. Долевое участие компонентов в травостое и урожае надземной массы может очень сильно варьировать в зависимости от почвенных условий, погоды, удобрений, норм высева и т.д. С учетом изложенного выше предлагается исходить из того, что в урожае сена многолетних трав на долю клевера приходится 50%, в урожае однолетних бобово-злаковых смесей доля бобового компонента 60% от урожая надземной массы, и 30% на лугах и пастбищах.

Количество пожнивных остатков многолетних трав принимается за 100% от урожая надземной массы, зернобобовых – 30%, однолетних трав – 40%.

При расчете следует принимать во внимание существующую производственную практику двухлетнего пользования многолетними травами, вследствие чего ежегодно подлежит распашке около половины их посевных площадей. На лугах и пастбищах ежегодно подлежит распашке около 10% площадей.

Содержание азота в пожнивно-корневых остатках бобовых культур (на основе обобщения данных Кораблевой, 1974, Минеева, 1984, 1988 и др. авторов) принимается:

для многолетних трав (клевера) 2,2%, однолетних 1,3%, бобового компонента на лугах и пастбищах 1,3%.

Таблица 5

Содержание азота, фосфора и калия в органических удобрениях (%)

Удобрение	N	Р2О5	К2О
Навоз	0,50	0,28	0,50
Птичий помет	1,06	1,16	0,80
Торф	1,70	0,18	0,10
Сапропель	1,44	0,40	0,36
Осадок сточных вод (ОСВ)	3,00	3,31	0,13

Таблица 6

Количество питательных веществ, поступающее в почву с органическими удобрениями (тыс.т в год)

Удобрение	N	Р2О5	К2О
Навоз	60,0	33,6	60,0
Птичий помет	10,6	11,6	8,0
Торф	5,1	5,4	3,0
Сапропель	9,0	9,9	0,4
ОСВ	4,3	1,2	1,1
Всего	134,9	61,7	72,5

Так как не весь азот, содержащийся в пожнивно-корневых остатках бобовых накапливается за счет деятельности клубеньковых бактерий, для расчетов принято, что его доля составляет у клевера 60%, у зернобобовых и однолетних трав 50%, на лугах и пастбищах 15%.

Зная площади, занимаемые бобовыми культурами и их урожай, можно рассчитать количество азота, поступающее за счет фиксации бобовыми культурами (таб.7).

Таблица 7

Ожидаемое накопление симбиотически связанного азота атмосферы и пожнивных остатков бобовых культур

ПОКАЗАТЕЛЬ	Культура
	многолетние травы (50% бобовых)	однолетние травы (60% бобовых)	сенокосы и пастбища (30% бобовых)
Занимаемая площадь (тыс.га)	500	80	500
Средний урожай (сено), ц/га	55	45	50
Валовой сбор (сено), тыс.т	2750	360	2500
В том числе бобовых %	50	60	30
тыс.т	1375	270	750
С распаханной площади %	50	100	10
тыс.т	687	270	75
Пожнивные остатки %	100	40	100
тыс.т	687	86	75
Содержание азота в пожнивных остатках %	2,2	1,3	1,3
тыс.т	14,9	1,1	1,0
Из них за счет фиксации азота атмосферы %	60	50	15
тыс.т	9,1 (8,94)	0,6 (0,55)	0,2 (0,15)

Всего за счет симбиотической фиксации 9,79 тыс.т