4.3.1 Определение норм минеральных удобрений на планируемый урожай

В этом методе используют:

- данные по выносу питательных веществ на единицу основной продукции урожая (на 1 т или на 10 ц) с учётом побочной;

- коэффициенты использования питательных веществ растениями из почвы;

- коэффициенты использования питательных веществ из удобрений и пожнивно-корневых остатков (обычно бобовых культур).

Недостающая часть питательных веществ почвы для создания планируемого урожая восполняется внесением органических и минеральных удобрений.

Расчет дозы азотных удобрений. Для расчета дозы азотных удобрений на планируемый урожай рекомендуется также формула

Д_N = , где

А – вынос азота основной и побочной продукцией, кг/га;

N_исх – азот нитратов в слое почвы 0-50 см до посева, кг/га;

N_тн – азот текущей нитрификации за период вегетации сельскохозяйственной культуры, кг/га;

п – коэффициент использования N-NО₃ почвы;

С – коэффициент использования растениями азота минеральных удобрений (принято п = 0,8, а С = 0,6; но эти коэффициенты различны для каждой зоны).

Балансовый метод также не лишен недостатков, так как требует оптимальных значений показателей, включенных в приведенное уравнение.

Следовательно, одной из модификаций метода N_мин или балансовым методом можно с достаточной точностью установить дозу азотного удобрения для получения планируемого урожая зерновых культур. Методом растительной диагностики удается проконтролировать уровень азотного питания растений и вносить коррективы путем применения весенней и поздней азотной подкормки посевов. Сочетание методов почвенной и растительной диагностики дает возможность направленно регулировать уровень азотного питания озимой пшеницы в зависимости от разнообразия почвенно-климатических и агротехнических факторов.

Пример расчета дозы фосфорных удобрений. Исходные данные: почва дерново-подзолистая супесчаная; рН 4,5; фактическое содержание подвижного фосфора 4,6, планируемое - 9 мг/100 г почвы.

Дозу фосфоритной муки определяют по формуле Д = (В-А)∙С или Д = (9,0-4,6)∙60 = 264 кг Р₂0₅/га,

где Д - доза Р₂0₅ (кг/га); В - планируемый уровень содержания Р₂0₅ (мг/100 г почвы); А - фактическое содержание Р₂О₅ (мг/100 г почвы); С - расход Р₂О₅ для повышения его содержания на 1 мг/100 г почвы.

При оптимизации фосфорного удобрения необходимо пользоваться и другими показателями, определяющими фосфатный режим почвы.

1. Балансовый коэффициент использования (коэффициент баланса, коэффициент выноса, показывающий, какую часть составляет вынос питательных веществ, от внесенных с удобрениями) рассчитывают по формуле

где

К_б - коэффициент баланса; В - вынос фосфора с урожаем; Д - доза внесенного фосфора.

2. Коэффициент компенсации возмещения, или интенсивность баланса (К_в), величина, обратная К_б, т.е.

Коэффициент баланса представляет меру эффективности удобрений при соответствующем содержании питательных элементов в данных почвенных условиях.

Увеличение или снижение дозы удобрений (V_onr %) в соответствии с выносом растениями питательного вещества вычисляется по формуле

Оптимальная доза удобрений рассчитывается по формуле

Д_опт =В_опт∙V%.

Затем определяют степень обеспечения почв фосфором в зависимости от содержания его подвижной формы (К):

К = Д_опт – В_опт.

При низкой обеспеченности почв подвижным фосфором К составляет 48-55, при средней - 17-20, а при высокой будет - 3-6 кг Р₂0₅/га.

3. Дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитываются по формуле

Д_Р(К)) = В_п - S_o + С_Р(К) , где

Д_Р(К) - доза фосфорных или калийных удобрений (кг/га, д. в.);

В_п - вынос фосфора или калия планируемым урожаем (кг/га);

S_o -содержание фосфора или калия в органических удобрениях (кг/га);

С_Р(К) - количество фосфора (или калия), увеличивающее содержание этих элементов на 10 мг/кг в почвах с очень низким содержанием и на 5 мг/кг в почвах со средним содержанием питательных веществ (кг/га).

За оптимальный уровень принимается содержание подвижного фосфора в почве, при котором может быть достигнуто не менее 90-95% от максимального урожая, а недостающие 5-10% восполняются фосфором удобрений для компенсации выноса планируемым урожаем.

Таблица 9 - Средние коэффициенты использования сельскохозяйственными культурами подвижного фосфора (Р₂О₅) и обменного калия (К₂О) из разных почв, % (Б.А. Ягодин и др., 1989)

Культуры	Почвы
	Дерново-подзолистые	Серые лесные	Черноземы некарбонатные	Чернозёмы карбонатные			Каштано-вые
	Метод Кирсанова		Метод Чирикова	Метод Мачигина
Р2О5
Зерновые, однолетние и многолетние травы	5	8	10		15		15
Кукуруза на силос	5	8	10		15		15
Лён-долгунец	3	-	-		-		-
Картофель	7	10	10		-		-
Кукуруза на зерно	-	10	10		30		30
Сахарная свекла	-	10	10		-		-
Подсолнечник	-	-	15		30		30
Хлопчатник	-	-	-		-		20
К2О
Зерновые, однолетние и многолетние травы	10	12	12		5	5
Кукуруза на силос	20	25	20		7	7
Лён-долгунец	5	-	-		-	-
Картофель	20	25	25		-	-
Кукуруза на зерно	-	20	25		10	10
Сахарная свекла	-	40	30		-	-
Подсолнечник	-	-	40		20	15
Хлопчатник	-	-	-		-	10

Примечание: Коэффициент использования легкогидролизуемого азота из почв на дерново-подзолистых, серых лесных, каштановых почвах принимается обычно равным 0,2 (или 20%), а на чернозёмах 0,2-0.3 (или 20-30%).

Задача 3 (элементарный баланс по Б.А. Ягодину и др., 1989, 2004). Почва - дерново-подзолистая супесчаная на покровных суглинках. Содержание по Кирсанову P₂O₅ - 120 мг на 1 кг почвы, К₂О - 96 мг на 1 кг почвы, рН - 5,2. Культура - кукуруза. Урожайность 500 ц/га. Внесено 40 т/га среднеразложившегося навоза. Определить норму внесения удобрений.

Планируется получить урожай кукурузы 50 т/га. Почва дерново-подзолистая супесчаная. По картограмме в почве содержится 120 мг Р₂0₅ и 96 мг К₂О на 1 кг почвы (метод Кирсанова). Будет внесено 40 т/га органических удобрений (0,5 % N, 0,25% Р₂0₅, 0,6% К₂0). Содержание питательных веществ в органических удобрениях определяется агрохимическими анализами.

Кукурузу выращивают в звене севооборота: ячмень + клевер, клевер, кукуруза. Под ячмень было внесено N₅₀Р₈₀К₈₀. Урожай сена клевера составил 4 т/га.

Необходимо определить норму минеральных удобрений.

1. Определяем вынос питательных веществ всем урожаем кукурузы, используя таблицу выноса элементов питания № 7.

2. Рассчитываем последействие ранее внесенных удобрений под ячмень (N - 50, Р₂0₅ - 80, К₂О - 80 кг). Последействие фосфорных удобрений на 2-й год - 10-15%, калийных - 15-20%. Следовательно, последействие фосфорных удобрений (10% от 80 кг Р₂0₅,) - 8 кг, калийных - (20% от 80 кг К₂О) 16 кг.

3. Определяем последействие пожнивно-корневых остатков клевера по азоту (кг). По условиям урожай сена клевера 4 т/га. Принято считать, что 1 т клеверного сена оставляет после себя в виде пожнивно-корневых остатков 20-27 кг/га азота. Следовательно, 4 т/га сена оставили азота 80-108 кг/га. Кукуруза может использовать из пожнивно-корневых остатков около 25% азота, (т.е. 20-27 кг), столько же, как из органических удобрений.

4. Определяем запас элементов питания в почве в кг/га по формуле:

З =Р∙d_v∙h,

где Р – содержание питательного вещества в почве, мг/100г почвы;

d_v – объёмная масса почвы, г/см³;

h – мощность горизонта (пахотного слоя), см.

Кроме того, содержание элемента питания в кг/га в пахотном слое (0-20 см) можно определить путём умножения его количества по агрохимической картограмме на коэффициент 30 (при содержании N, Р, К в мг на 100 г почвы) или на коэффициент 3 (при содержании N, Р, К в мг/кг. Масса пахотного слоя 3млн. кг, 1 мг д.в. на 1 кг соответствует 3 кг элемента питания на 1 га.

5. Рассчитываем количество элементов питания, которое растение может взять из почвы с учётом коэффициентов их использования (таблица 9).

Запас азота в почве можно рассчитать двумя способами. 1-й способ - определение выноса азота по элементу, находящемуся в минимуме в почве после азота. На дерново-подзолистой почве после азота в первом минимуме находится фосфор. По расчётам его из почвы используется 25,2 кг, что может обеспечить урожай кукурузы 16,8 т/га (на 1 т кукурузы расходуется 1,5 кг фосфора, 25,2:1,5 = 16,8 т/га). С урожаем кукурузы 16,8 т/га израсходовано из почвы азота 16,8 х 2,5 (выносится 1 т) = 42 кг. Если почва песчаная, то в минимуме калий, и тогда возможный урожай определяется по калию.

2-й способ определения использования азота из почвы - по примерному содержанию в ней легкогидролизуемого азота. Дерново-подзолистые почвы среднего плодородия содержат 40-60 мг/кг легкогидролизуемого азота, повышенного – 60-80 мг/кг почвы и высокого – 80-100.

Если дерново-подзолистые почвы содержат легкогидролизуемого азота около 50 мг/кг почвы. Это составляет 150 кг азота в пахотном слое (50мг х 3). Из дерново-подзолистых почв кукуруза использует около 20 % легкогидролизуемого азота или 30 кг азота.

6. Определяем количество элементов питания, которое вносится с органическими удобрениями, используя аналитические данные содержания элементов питания в 1 т органики (количество питательных веществ в навозе: N – 0,5%; Р₂0₅ – 0,25%; К₂0 – 0,6 %).

7. Рассчитываем количество элементов питания, потребляемых растением из органических удобрений с учётом коэффициента их использования (таблица 8).

8. Определяем количество элементов питания, необходимых внести с минеральными удобрениями (баланс элементов питания).

9. Определяем количество элементов питания с учётом коэффициентов использования их растениями из минеральных удобрений (таблица 8).

10. Вычисленные нормы питательных веществ пересчитывают на конкретные формы минеральных удобрений, разделив норму в кг на гектар на массовую долю питательного вещества в удобрении и умножив на 100.

4.3.2 Расчёт норм минеральных удобрений под запрограммированный урожай (по И.С. Шатилову и М.К. Каюмову)

Для расчета норм минеральных удобрений под запрограммированный урожай И.С. Шатиловым и М.К. Каюмовым предложена методика, в соответствии с которой при наличии сведений об уровне урожая и запасах питательных веществ в почве требуемые нормы удобрений рассчитывают по формуле: Д = (1)

где Д - норма удобрения, в физической массе, ц/га; (или в кг д.в. на 1 га без учета Су);

В - вынос питательных веществ запланированным урожаем основной и соответствующим количеством побочной продукции, кг/га;

К - постоянный коэффициент (при этом коэффициент К=30 при содержании в почве N, Р, К в мг на 100 г почвы; и К=3, если N, Р, К в почве выражены в мг на 1 кг почвы);

П - содержание в почве подвижных форм питательных веществ, мг/100г почвы или мг на 1 кг почвы;

К_п - коэффициенты использования питательных веществ из почвы, %;

К_у - коэффициенты использования питательных веществ из минеральных удобрений, %;

С_у - содержание питательных веществ в минеральных удобрениях, %.

Если совместно используются минеральные и органические удобрения, то вместо формулы (1) следует пользоваться соотношением:

Д = , (2)

где, Д_о - количество вносимых органических удобрений, (т/га);

С_о - содержание питательных веществ в органическом удобрении кг/т;

К_о - коэффициенты использования питательных веществ из органических удобрений, (%);

Остальные обозначения те же, что и в предыдущей формуле.

Количество используемых питательных веществ из органических удобрений определяют по формуле:

П = ,

где П – используется питательных веществ из органических удобрений, кг/га д.в.;

Е – доза органических удобрений, т/га;

д – содержание питательных веществ в органических удобрениях;

К_о – коэффициент использования питательных веществ из органических удобрений (приложение ).

Последовательность расчета по формулам проводится в соответствии с расчётом элементарного баланса по Б.А. Ягодину.

Рассчитанные дозы азота согласуются с максимально предельными дозами (Методическое пособие «Основы агрохимии»).

4.4 Расчёт норм минеральных удобрений в лесных культурах

Цель занятия: Ознакомить студентов с методикой расчёта доз минеральных удобрений в лесных культурах и решить задачу № 4.

Форма отчета: Студенты в тетради для практических занятий решают задачу № 4 на установление необходимости внесения удобрений в лесных культурах. По пройденному материалу осуществляется письменный контроль знаний.

Задача 4. Определить необходимость внесения минеральных удобрений в лесных культурах 10-тилетнего возраста и в возрасте жердняка.

Почва - дерново-подзолистая супесчаная на флювиогляциальных песках. Мощность почвенного профиля - 120 см. Средневзвешенная плотность сложения - 1,42 т/м³. Среднее содержание в почвенном профиле по Кирсанову Р₂О₅ - 56 мг/кг почвы, К₂О - 78 мг/кг почвы, рН - 5,2. Культура - ельник-зеленомошник. Ежегодное поступление опада — 2 т/га.

Поступает с 1 т опада, кг/га в год N –20-24; Р₂О₅ - 1,8-2,2; К₂О – 3,3-5,8.

Вынос элементов питания лесными культурами кг/га в год определяем по таблицам 10-14.

1. Определяем вынос азота, фосфора и калия за 10 лет и в возрасте жердняка, кг/га.

2. Определяем запасы элементов питания в почве по формуле (см. задача 3).

3. Определяем количество элементов питания, используемых растением из почвы с учётом коэффициента использования таблица 9, коэффициент для зерновых культур), кг/га.

4. Определяем количество элементов питания, поступающих с лесной подстилкой, и используемых из неё, кг/га (коэффициент использования из органических удобрений, таблица 8).

5. Определяем баланс элементов питания в почве, кг/га.

6. Определяем необходимость внесения минеральных удобрений, и в каком количестве, ц/га.

Таблица 10 - Вынос элементов по Н.П.Ремезову (выровненные данные) сосновым насаждением (сосняк брусничник I кл. бон.)

Возраст, лет	Вынос элементов в кг на 1 га в год
	азот	калий	фосфор
10	15	8,0	3,5
15	25	14,0	4,6
20	35	18,0	5,1
25	45	20,0	5,7
30	51	21,0	5,8
35	56	22,0	5,7
40	57	21,0	5,4
45	57	20,0	5,0
50	52	17,5	4,5
55	45	15,0	3,9
60	38	13,0	3,9
65	31	11,0	2,9
70	25	9,0	2,5
75	22	7,5	2,2
80	18	7,0	1,8
85	15	6,5	1,6
90	14	5,5	1,4
95	13	5,0	1,3
100	12	5,0	1,2
105	11	4,5	1,1
110	11	4,5	1,0

Таблица 11 - Вынос элементов по Н.П.Ремезову (выровненные данные) дубовым насаждением (дубняк осоково-снытьевый I кл. бон.)

Возраст, лет	Вынос элементов в кг на 1 га в год
	азот	калий	фосфор
10	40	22	14,4
15	72	37	16,2
20	110	60	17,3
25	156	68	18,0
30	122	62	18,3
35	105	55	18,5
40	90	48	18,4
45	79	44	18,2
50	73	40	17,7
55	68	36	17,0
60	65	33	16,1
65	62	30	15,4
70	60	28	14,6
75	58	27	13,9
80	56	26	13,3
85	54	25	12,6
90	53	24	12,3
95	51	23	11,8
100	50	22	11,6
105	49	22	11,3
110	49	21	11,0

Таблица 12 - Вынос элементов по Н.П.Ремезову (выровненные данные) березовым насаждением (березняк разнотравный I кл. бон.)

Возраст, лет	Вынос элементов в кг на 1 га в год
	азот	калий	фосфор
5	166	110	21,5
10	198	125	33,5
15	203	127	24,3
20	180	123	22,0
25	160	113	21,4
30	120	77	17,5
35	77	49	12,6
40	62	43	11,8
45	55	38	11,5
50	49	36	11,3
60	43	32	11,0
70	40	30	10,8
80	38	29	10,6

Таблица 13 - Вынос элементов по Н.П.Ремезову (выровненные данные) еловым насаждением (ельник зеленомошник II кл. бон.)

Возраст, лет	Вынос элементов в кг на 1 га в год
	азот	калий	фосфор
10	3	2,5	0,8
15	9	4,0	1,4
20	19	6,0	2,0
25	36	19,0	3,0
30	55	28,0	6,3
35	63	37,0	10,0
40	57	38,0	12,6
45	47	29,0	7,6
50	41	24,0	6,4
55	37	20,0	5,8
60	35	17,5	5,2
65	34	15,5	4,8
70	33	14,0	4,5
75	32	13,0	4,2
80	30	12,0	4,0
85	29	10,5	3,9
90	28	10,0	3,8
95	26	9,5	3,8
100	26	9,0	3,7
105	25	8,5	3,7
110	25	8,0	3,6
115	24	8,0	3,6
120	24	7,5	3,6

Таблица 14 - Вынос элементов по Н.П.Ремезову (выровненные данные) осиновым насаждением (осинник осоково-снытьевый I кл. бон.)

Возраст	Вынос элементов в кг на 1 га в год
	азот	калий	фосфор
5	52	25	9,5
10	68	37	11,6
15	88	55	12,7
20	105	68	13,2
25	115	80	13,1
30	122	86	13,0
35	123	85	11,3
40	117	83	9,5
45	105	77	8,6
50	85	75	8,0
60	64	67	7,1
70	52	61	6,5