3.3 Агрохимическое обоснование системы удобрения

Сельскохозяйственные растения различаются общей величиной потребления элементов питания на формирование урожая, темпами их потребления на протяжении неодинакового по длительности периода вегетации.

Люцерна (поле №1, 2)

Развивает мощную разветвленную корневую систему, благодаря чему улучшает структуру почв, способна при благоприятных условиях на 90-95% обеспечивать себя азотом за счет симбиотической азотфиксации его из атмосферы, поэтому корневые и пожнивные остатки обогащают почву органическим веществом и азотом.

Эта культура для формирования 1 т сена потребляет: Ν – 39 кг, Р2О5 – 10, К2О – 24, СаО – 15, Мg – 8 кг [14].

Семена люцерны перед посевом эффективно обработать нитрогеном (содержит клубеньковые бактерии) и молибденом. Это активизирует работу азотфиксирующих бактерий и ферментов люцерны, участвующих в фиксации атмосферного азота [15].

Осенью люцерну целесообразно подкармливать фосфорными и калийными удобрениями по 30–45 кг/га каждого элемента при возделывании без орошения и по 60–90 кг при выращивании в условиях орошения. Осенью второго и последующих лет жизни посевы подкармливают из расчета фосфорных и калийных удобрений по 30–45 кг/га. Одновременно посевы люцерны подкармливают после каждого укоса [19].

Озимая пшеница (поле №3,6,8)

Корневая система пшеницы, хотя хорошо ветвится и глубоко проникает в почву, обладает невысокой усваивающей способностью, слабо использует питательные вещества из почвы. Поэтому озимая пшеница отзывчива на внесение органических и минеральных удобрений. Период максимального среднесуточного потребления азота совпадает со временем наибольшего накопления сухой массы. У озимой пшеницы максимум среднесуточного поступления азота в растения приходится на период выход в трубку–колошение.

В среднем для формирования 1 тонны зерна озимая пшеница потребляет 32–37 кг азота, 12–30 кг фосфора и 20–27 кг калия.

Поступление азота в растения начинается с первых дней роста и продолжается до конца вегетации пшеницы. Обеспечение растений азотом уже в осенний период оказывает положительное влияние на кущение и величину будущего урожая. Именно в этот период озимая пшеница наиболее нуждается в азотном питании, т. к. важно, чтобы посевы ушли в зиму хорошо раскустившимися. Высокая потребность в азотном питании у пшеницы проявляется и в период весеннего кущения, когда происходит закладка и дифференциация колоса, ускоренное развитие, раннее отмирание листьев и созревание. Озимая пшеница на протяжении вегетации потребляет фосфор неравномерно: относительное содержание его в растениях больше в начале вегетации, меньше – в конце. Калий поступает в растения озимой пшеницы с первых дней роста и продолжается до цветения, но большее его потребление наблюдается в фазы выхода в трубку и колошение. Он усиливает образование боковых корней и увеличивает общую поглощающую поверхность корневой системы [19].

Озимый ячмень (поле № 4)

Потребление элементов питания отличается неравномерностью – максимальное – приходится на период кущения-колошения. В этот период растения озимого ячменя поглощают до 70 % элементов питания от максимального их выноса. К фазе колошения потребление азота растением достигает 90 %, фосфора – 75 %, а калия – заканчивается. Больше всего ячмень в азоте нуждается в период от начала кущения до выхода растений в трубку. В это время идет развитие побегов кущения, ассимилирующего аппарата и формирование колоса. Фосфор необходим ячменю в течение всего 40 периода роста и развития растений, т. к. этот элемент входит в состав органических и минеральных соединений растительной клетки.

На формирование 10 ц зерна с соответствующем количеством побочной продукции эта культура использует 24– 30 кг азота, 14–17 – фосфора и 19–26 кг калия [14].

Важную роль в жизни растений ячменя, особенно в физико-биохимических процессах, играет калий. Он способствует передвижению продуктов ассимиляции из листьев в стебли, корни и репродуктивные органы. Расчетные дозы калийных и фосфорных удобрений вносят под основную обработку почвы и одновременно с севом (Р_15-20) [19].

Подсолнечник (поле №5)

Подсолнечник потребляет азот, фосфор и калий на протяжении всей вегетации. Содержание их в растениях неодинаково и значительно изменяется по фазам вегетации. Минеральное питание подсолнечника по физиологической потребности растений можно разделить на три периода: в первый период (от всходов до образования корзинки) – умеренное питание азотом и калием и усиленное – фосфором; во второй период (от образования корзинки до цветения) – усиленное питание всеми тремя элементами; в третий период (от цветения до созревания) – умеренное питание азотом и фосфором и усиленное калием. В первые 30 дней жизни растения потребляют из почвы сравнительно мало питательных веществ: азота – 16 %, фосфора – 10 и калия – 9 %. К началу фазы цветения подсолнечник поглощает из почвы 60 % азота, 80 % фосфорной кислоты и 90 % калия по отношению к общему выносу из почвы за период вегетации. Остальное количество этих веществ поступает в растение в период от цветения до созревания. После цветения урожай семян формируется в основном за счет питательных веществ, ранее накопленных в растении. Во время созревания в семенах сосредоточено 60 % азота, до 70 % фосфора и до 10 % калия, остальное количество этих элементов находится в вегетативных органах.

На формирование 1 т его семян расходуется 50–60 кг азота, 20 25 кг фосфора и 100–120 кг калия [14].

Внесение 20–40 т/га навоза под зябь на черноземных почвах повышает урожайность подсолнечника на 0,2-0,5 т/га и положительно влияет в течение 2-3 лет на последующие культуры. Подсолнечник хорошо отзывается на прямое действие и последействие навоза [19].

Кукуруза (поле №6)

Поглощение элементов питания растениями кукурузы в общем соответствует ходу накопления сухого вещества. Азот, фосфор и калий поступают в растения с различной скоростью, и это наблюдается уже на самых ранних этапах онтогенеза. Так, в период прорастание семян – формирование проростков кукурузы из почвы наиболее интенсивно поглощается калий: содержание его увеличивается в 8–10 раз – с 0,5 % в семенах до 5 % в проростках, тогда как содержание азота за этот период возрастает в 2,8 раза. В дальнейшем поступление калия в растения идет опережающими темпами по сравнению с накоплением сухого вещества. Поглощение калия достигает максимума за 10–12 дней до фазы выметывания растений кукурузы и затем начинает быстро убывать, а сухая масса продолжает интенсивно нарастать. В связи с этим относительное содержание калия в растениях постепенно снижается. К молочной спелости зерна растения кукурузы поглощают до 95 % калия от максимального потребления, а после окончания этой фазы поступление его в растения прекращается. Наибольшая потребность растений кукурузы в калии наблюдается в период выбрасывания метелок, цветения и налива зерна.

На создание 1 ц зерна с соответствующим количеством листосте бельной массы растения кукурузы потребляют 2,4–3,0 кг азота, 1,0–1,2 кг фосфора и 2,5–3,0 кг калия [14]

Биогенный вынос азота составляет 98 кг/га, фосфора 48 кг/га, калия 213 кг/га. Наибольший эффект фосфорные, калийные удобрения и 50– 70 % общей дозы азотных дают при их внесении осенью под вспашку с равномерным перемешиванием по всему пахотному слою. Основную часть азотных удобрений вносят весной при посеве или в подкормку с междурядными обработками почвы. Эффективность всех форм азотных удобрений, как твердых, так и жидких примерно одинаковая [19].

Характеристика применяемых удобрений в севообороте

Аммиачная селитра – NH₄NO₃. Содержит действующего вещества (N) 34-35 %. Выпускается в виде гранул размером 2-3 мм белого или желтоватого цвета.

Удобрение упаковывают во влагонепроницаемые бумажные или полиэтиленовые мешки. Оно очень гигроскопично и огнеопасно, поэтому хранить его необходимо на отдельном складе, оберегая от сырости. При хранении селитра быстро слеживается, что вызывает необходимость ее дробления перед посевом.

В аммиачной селитре половина азота содержится в аммонийной форме и половина – в нитратной. Эти различия обуславливают взаимодействие удобрения с почвой.

В зависимости от типа почвы при внесении аммиачной селитр изменяется реакция почвенного раствора. В кислых почвах в результате обменного поглощения аммония наблюдается подкисление почвенного раствора.

 ППК  Са + NH ₄ NO₃ = + Ca(NO₃)₂

Это происходит и в результате нитрификации аммонийного азота. Однако в этом случае подкисление проявляется кратковременно и исчезает в результате потребления растениями нитратного азота.

Аммонийный азот в почве передвигается на 3-5 см от места внесения в зависимости от дозы удобрения и гранулометрического состава.

Аммиачную селитру можно использовать в качестве основного удобрения, припосевного и подкормок. С целью уменьшения потерь азота из почвы, азотное удобрение вносят ближе ко времени потребления его растениями.

Карбамид (мочевина). CO(NH₂)₂. Содержит 46% азота. Карбамид получают взаимодействием аммиака и диоксида углерода в присутствии кислорода в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях. Используется под основную обработку с немедленной заделкой в почву, а также в качестве прикорневых и некорневых подкормок. Удобрение хорошо растворимо в воде. При внесении в почву закрепляется в почвенно-поглотительном комплексе.

1. CO(NH₂)₂ * 2H₂O→(NH₄)₂CO₃;

2. (NH₄)₂CO₃→NH₄HCO₃+NH₃↑;

C заделкой в почву:

(NH₄)₂CO₃*H₂O→ NH₄HCO₃+ NH₄OH;

ППК] Ca+2NH₄→ ППК]2NH₄+Ca [22].

Под действием фермента уреазы, выделяемого уробактериями, происходит аммонификация: CO(NH₂)₂ + 2H₂O = (NH₄)₂CO₃. Образовавшийся карбонат аммония как непрочное соединение на поверхности почвы быстро разлагается с выделением газа аммиака: (NH₄)₂CO₃ = NH₄HCO₃, + NH₃. Поэтому при внесении мочевины без заделки в почву могут быть потери азота в виде аммиака. Они больше на почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией. При заделке в почву образующийся карбонат аммония подвергается гидролизу с образованием гидрокарбоната аммония и гидроксида аммония. Вследствие этого возможно временное подщелачивание почвы [7].

КАС NH₄NO₃–(NH₂)₂CO–H₂O (N-28-32%), прозрачные или желтоватые жидкости, имеющие слабощелочную или нейтральную реакцию.

КАС применяют на всех типах почв и во всех климатических зонах. При его использовании обеспечивается высокая точность дозирования и равномерное внесение по всей площади. Растворы КАС применяют как для основного внесения, так и для подкормок.

Основное внесение производят либо непосредственно в почву, либо поверхностно, с последующей заделкой.

КАС рекомендуются для корневых подкормок пропашных культур и для некорневых подкормок зерновых культур. В почве азот из растворов КАС как легко поглощается микроорганизмами, так и растворяется в почвенном растворе и вступает в различные реакции с почвенно-поглощающим комплексом

Хлористый калий KCl содержит 52-62% К₂О. Удобрение имеет розово-красный и буровато красный цвет, слабо слеживается. При галургическом способе разделение основано на различной растворимости KCl и NaCl в зависимости от температуры. Удобрение получается белого с сероватым оттенком цвета, сильно слеживается. Удобрения могут выпускаться в гранулированном виде.

Удобрение хорошо растворимо в воде. При внесении в почву основная часть калия поглощается почвой обменно. При этом на кислых почвах происходит увеличение актуальной кислотности:

+ KCl  + HCl

На нейтральных и слабощелочных почвах изменения реакции почвенного раствора не происходит:

 ППК  Са ₂ + 2 KCl  + 2 СаCl ₂

В связи с обменным поглощением, миграция калия внесенных удобрений невелика и частичное вымывание возможно лишь на супесчаных и песчаных почвах.

Частично калий поглощается почвой необменно, особенно на глинистых почвах богатых минералами монтмориллонитовой группы и 40 гидрослюд. Попеременное высушивание и увлажнение в слое внесения хлористого калия усиливают необменное поглощение (фиксацию) калия, что нежелательно. Хлористый калий пригоден для внесения в качестве основного. При внесении основного удобрения хлористый калий нужно вносить под вспашку – при глубокой заделке он более доступен корням растений и меньше подвергается фиксации. Как припосевное удобрение и подкормка хлористый калий применяется редко. При всех приемах использования хлористый калий может оказывать отрицательное влияние на культуры, чувствительные к хлору.

Нитроаммофос – азотно-фосфорное сложное удобрение. Гранулированное, гигроскопичное, растворяется в воде, содержит 24% N и 24% P2O5. Получают нейтрализацией фосфорной и азотной кислот аммиаком. Применяют на почвах всех типов под различные с.-х. культуры как основное, припосевное (в рядки) удобрение и для подкормки.

Аммофос NH₄H₂PO₄. N - 10-14%, P₂O₅ - 35-50% Cложное комплексное удобрение. Фосфор в данном веществе содержится в водорастворимой форме и легко усваивается растениями на всех почвах. Удобрение применяется как основное и припосевное удобрение, а также в качестве подкормок. лучше всего подходит для тех участков, где наблюдается малое содержание фосфора, но большое количество калия. Его получают в химической промышленности путем нейтрализации аммиака ортофосфорной кислотой:

NH₃ + H₃PO₄ = NH₄H₂PO₄.

Нитроаммофоска NH4H2PO4 + NH4NO3 + KCI. Комплексное, твердое, сложное, гранулированное удобрение. Содержит азот – 16%, фосфор – 16% и калий - 16%. Содержит фосфор в полностью водорастворимой форме. Применяется в качестве основного и припосевного внесения, а также для подкормок независимо от типов почв.