Вопрос 4

Общая потребность сельскохозяйственных культур в элемен­тах минерального питания характеризуется размерами биологи­ческого выноса — количеством этих элементов во всей формиру­емой биомассе растений, т. е. в надземных органах и корнях. Следовательно, биологический вынос включает содержание пи­тательных веществ как в отчуждаемой с поля основной и побоч­ной продукции (хозяйственный вынос), так и в корневых и по­жнивных остатках, листовом опаде (остаточный вынос).

В практических целях потребность сельскохозяйственных культур в питательных веществах характеризуют, как правило, размером их выноса с урожаем, т. е. хозяйственным выносом.

Это обусловлено особенностями химического состава расте­ний, колебаниями уровня формируемого урожая и изменением его структуры.

Относительное содержание элементов минерального питания в основной и побочной продукции разнообразных сельскохозяй­ственных культур определяется прежде всего их видовыми особен­ностями, но зависит также от сорта и условий выращивания. Содержание азота и фосфора значительно выше в хозяйственно-цен­ной части урожая — зерне, корне- и клубнеплодах, чем в соломе и ботве. Калия же больше содержится в соломе и ботве, чем в товар­ной части урожая.

Капуста, картофель, сахарная свекла, хлопчатник, подсолнеч­ник, кормовые корнеплоды и силосные культуры для создания высокого урожая потребляют гораздо больше питательных ве­ществ, чем зерновые.

Вынос питательных веществ растениями из почвы возрастает с увеличением урожая. Однако прямой пропорциональности между величиной урожая и размером выноса основных питательных эле­ментов часто не наблюдается. При большем уровне урожайности затраты питательных веществ на формирование единицы продук­ции обычно снижаются.

Самое продуктивное использование растениями питательных веществ из почвы и удобрений обеспечивается при наиболее бла­гоприятных почвенно-климатических условиях, высоком уровне агротехники в сочетании с правильным применением удобрений. Одновременно достигается минимальное потребление питатель­ных элементов на единицу урожая товарной продукции.

Вынос микроэлементов с урожаем сельскохозяйственных культур составляет лишь десятки или сотни граммов на 1 га и потребность во многих из них может полностью удовлетворяться за счет почвы и внесения органических удобрений, а нередко только за счет запасов в семенах. Например, для формирования урожая растения потребляют с 1 га от 20 до 250 г бора Вынос марганца с урожаем различных культур колеблется от 100 до 700 г/га вынос меди измеряется десятками граммов с 1 га Однако у культур, более требовательных к наличию микроэле­ментов, может проявляться их недостаток на почвах с низким со­держанием доступных для растений форм. Применение микроэлементов в виде соответствующих микроудобрений в этом случае может значительно повысить урожай сельскохозяйственных куль­тур и улучшить качество получаемой продукции.

Такие макроэлементы, как кальций, магний и сера, обычно со­держатся в большинстве почв в количествах, достаточных для обеспечения растений. Кроме того, их вносят в почву с мелиори­рующими материалами (известью и гипсом), а также они входят в состав органических и минеральных удобрений.

Для улучшения питания сельскохозяйственных культур в поле­вых условиях чаще всего необходимо внесение азота, фосфора и калия.

Расширение производства высококонцентрированных безбалласт­ных сложных минеральных удобрений сокращает поступление с ними в почву таких элементов, как кальций, сера. Это повышает потребность во внесении для обеспечения сбалансированного пи­тания сельскохозяйственных культур не только основных элемен­тов питания (азота, фосфора и калия), но и других макро- и мик­роэлементов.

Неодинаковые количественная потребность и интенсивность поглощения растениями отдельных элементов питания должны учитываться при разработке системы применения удобрений. Особенно важно обеспечить благоприятные условия питания рас­тений с начала вегетации и в периоды максимального поглоще­ния.

Это достигается сочетанием различных способов внесения удобрений: основное до посева, при посеве и в подкормки.

Баланс элементов питания за ротацию севооборота является важной составной частью системы удобрения.

Он характеризует степень соответствия приходных и расходных статей элементов питания за определенное время. Баланс может быть планируемым (предлагаемым в проекте системы удобрения) и реальным, сложившимся за ротацию севооборота.

В сельскохозяйственной практике составляют три вида (уровня) баланса: в севообороте, внутрихозяйственный и внешнехозяйственный (для региона, страны).

Анализ системы удобрения в хозяйстве проводят путем составления полного или упрощенного баланса элементов питания. В упрощенном балансе проводят сопоставление количества элементов питания вносимых с органическими и минеральными удобрениями с хозяйственным выносом питательных веществ (выносом основной и побочной продукцией). Полный баланс основан на более детальном учёте приходных и расходных статей. Приходная часть включает поступление элементов питания с удобрениями, семенами, осадками, поступление азота за счет симбиотической и несимбиотической фиксации. К расходным статьям относят отчуждение элементов питания с урожаем, потери в результате вымывания, денитрификации и эрозии. Баланс выражается в кг/га или в % (интенсивность баланса).

Баланс элементов питания позволяет контролировать приходные и расходные статьи, прогнозировать и планировать изменение агрохимических показателей плодородия почвы.

Баланс азота, фосфора и калия. Достоверный баланс элементов питания в хозяйстве или севообороте может быть составлен лишь при строгом количественном учете приходных и расходных его статей. В большинстве хозяйств контролируется в основном внесение в почву минеральных и органических удобрений. Остальные статьи баланса определяют по средневзвешенным показателям, которые могут существенно отличаться от действительных.

Таким образом, в связи со значительными колебаниями показателей приходных и расходных статей полного хозяйственного баланса при его составлении приходится пользоваться усредненными нормативными показателями. Например, приход азота за счет азотфиксация свободно живущими микроорганизмами колеблется в пределах 4-9 кг/га, симбиотической фиксации азота зернобобовыми культурами — 4090 кг/га, с осадками 3-12 кг/га. Широкие колебания характерны также для потерь азота в результате денитрификации (около 15-30% от внесённого с удобрениями), вымывание нитратов (5-15 кг/га), эрозии почвы (5-25 кг/га) и др.

Потери калия и фосфора происходят лишь на легких песчаных почвах в зоне достаточного увлажнения и на почвах подверженных эрозии.

Следует отметить, что при составлении полного баланса элементов питания в севообороте и хозяйстве расходные статьи (денитрификация, вымывание) значительной мере компенсируются приходными статьями (приход с осадками, за счет азотфиксации), поэтому для оценки направленности изменения плодородия вполне достаточно пользоваться упрощенным балансом питательных веществ.

Для оценки состояния баланса используют следующие показатели:

3. Коэффициент возврата (возмещения) выноса (КВВ) — отношение прихода элементов питания к их расходу. Ели оно больше 1, то баланс положительный количественно настолько, насколько КВВ больше 1,0; при КВВ = 1,0 — баланс нулевой, а при КВВ меньше 1,0 — баланс соответсвеннно отрицательный.

Количество гумуса является одним из важнейших показателей почвенного плодородия. Его запасы в значительной степени определяют агрохимические, агрофизические и биологические свойства почвы. Богатые гумусом почвы отличаются высокой буферностью в отношении многих факторов — пищевого, водного, температурного и воздушного режимов. В таких почвах снижаются потери элементов питания от вымывания, повышается скорость разложения пестицидов, уменьшаются затраты растений, особенно корне — и клубнеплодных, на механическую работу их корневой системы на деформацию и смещение почвенных агрегатов во время роста, значительно снижаются энергетические затраты на обработку почвы. Содержание гумуса зависит от почвенно-климатических условий, структуры посевных площадей, интенсивности обработки почвы, количества применяемых удобрений и мелиорантов. При длительном использовании почв в качестве пашни гумус непрерывно минерализуется, а элементы питания отчуждаются с урожаем или в результате непроизводительных потерь. Наибольшие потери гумуса вследствие его минерализации и эрозионных процессов происходят в парующей почве и под пропашными культурами по сравнению с многолетними травами и зерновыми культурами.

Закон возврата веществ, в почву, который впервые был сформулирован в 1840 г. автором теории минерального питания растений Ю. Либихом является одним из ключевых, основополагающих законов в земледелии. Сущность закона в следующем: для сохранения плодородия почвы, все элементы питания, которые отчуждаются из почвы растениями или в ходе каких-либо других процессов необходимо возвратить.

Закон равнозначности, незаменимости факторов роста и развития растений. Определение состояния баланса элементов питания в севообороте, позволяет контролировать направленность и интенсивность изменения содержания элементов питания в почве отдельных полей и севооборота в целом, прогнозировать экологическое состояние агроландшафтов и прилежащей территории, регламентировать количество и состав применяемых удобрений;

Расчет баланса для конкретных полей проводят на основе реальных данных о приходе и расходе элементов питания. При отсутствии результатов отдельных статей баланса, пользуются усредненными справочными данными или рекомендациями, разработанными региональными научными учреждениями. Поэтому баланса элементов питания при использовании для расчета усредненных данных является примерным.

Система почва-растение-удобрения обладает большой динамичностью, поэтому прогнозировать характер взаимодействия этих трех основных компонентов системы, представленный Д. Н. Прянишниковым в виде треугольника, довольно сложно из-за непредсказуемости погодных условий, распространения болезней и вредителей.