Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Почвенно-агрохимические основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП. Учебное пособие
.pdf
Система удобрений
пахотного слоя дерново-подзолистой почвы. Приход других элементов питания может быть в размерах, кг/га:
кальция — 7, магния — 2, калия — 5, серы — 12.
Механический перенос почвенных частичек при водной и ветровой эрозии, водная внутрипочвенная миграция
илистых фракций, богатых элементами питания, с возвышенных элементов рельефа в некоторых случаях может
быть в объемах, представляющих практический интерес.
Гидролиз, разрушение почвенных минералов с образованием растворимых солей элементов питания.
Эти процессы усиливаются при значительных изменениях реакции почвенного раствора как в сторону
кислого, так и щелочного интервала. Указывается, что
при этом, например ежегодно может высвобождаться
до 20–25 кг/га калия.
Приход элементов питания в почву в составе
удобрений должен компенсировать все количество
отчужденных с сельскохозяйственной территории элементов питания, которое не восполняется естественным путем (биологическая фиксация, биологическое
накопление элементов в корнеобитаемом слое, гидролиз минералов и т. д.).
Размерность баланса элементов, веществ и энергии предопределяется существующими локальными
геологическим и биологическим их круговоротом. Состояние баланса отдельных элементов питания складывается сообразно природе самого элемента, почвенно-климатическим условиям зоны и состояния агротехники. При этом определяющими факторами, конкретные
величины и относительная доля которых очень вариабельны, являются:
n качество и величина урожая;
n потери элементов питания;
n приход элементов питания.
Специфичность характера накопления, трансформации, миграции элементов — биофилов и гумуса —
предопределяет необходимость рассмотрения баланса
каждого из них отдельно.
Целесообразная продолжительность периода наблюдений — цикл ротации культур или за межтуровые
периоды агрохимического обследования сельскохозяйственных угодий, так как:
171
Глава II
n ежегодные исследования не раскрывают объек-
тивное состояние баланса ввиду неравномерного
распределения по годам прихода и расхода веществ (навоз, известь, да и другие удобрения вносятся с определенной периодичностью);
n вынос элементов и веществ урожаями разной ве-
личины и разных культур варьирует по годам.
Величина земледельческой площади должна быть
достаточно представительной, целесообразны расчеты
по каждому полю и севообороту.
Очевидно, баланс элементов, веществ, энергии необходимо изучать в рамках агроценоза, но обязательно
в пределах почвенно-геохимических катен, которые
включают совокупность следующих элементарных ландшафтов:
n элювиальные на повышенных выровненных учас-
тках (водоразделы). Здесь глубокое залегание грун-
товых вод, отсутствие бокового притока ослабляют
явления миграции элементов-биофилов;
n трансэлювиальные на склонах, где значителен
транзит влаги, элементов питания и подвижных
форм твердой фазы почвы (поверхностный, лате-
ральный, вертикальный);
n супераквальные на пониженных участках с близ-
ким залеганием грунтовых вод и притоком веществ
с поверхностными и грунтовыми водами.
Земледелец заинтересован в создании нулевого (бездефицитного, приход равен выносу) или положительного баланса гумуса и биогенных элементов, а в отношении тяжелых металлов, загрязняющих радиоактивных
веществ — отрицательного. Представляется целесообразным организовать повсеместно контроль над состоянием баланса гумуса и питательных элементов, а на
площадях, требующих санации, — еще над элементами
и соединениями, ответственными за их загрязнение.
2.4. Коэффициент использования элементов питания
растениями
В обследованных экспертами ФАО 39 странах мира
корреляция стоимости собранного урожая с объемами
172
Система удобрений
применяемых удобрений составила 0,83. В США 50%
прироста урожаев относят на удобрения, во Франции
50–70. В Нечерноземной зоне около 50% прироста
урожая также обеспечивается удобрениями. Другой
показатель — окупаемость 1 кг NPK зерном у нас довольно низкий — 3,0–3,5 кг, по нормам ФАО оптимальным считается 10 кг зерна на 1 кг NPK. Хотя элементы
питания, не использованные урожаем текущего года
могут быть в распоряжении растений в последующем,
экономические соображения требуют принятия всех
мер для повышения коэффициента их использования в
год внесения. В условиях полевых опытов этот показатель достигает 15–16 кг зерна, а при 100% использовании элемента питания удобрения, окупаемость могла бы
достичь 40–50 кг зерна на 1 кг. А пока азот и калий из
минеральных удобрений усваиваются только на 30–
70%, а фосфор всего лишь на 5–15%. Причин много.
Позиционная недоступность — элемент питания
рассеян во всей массе почвы корнеобитаемого слоя,
корневая система не может охватить одновременно
весь объем этой почвы. Такие элементы, как азот (нитраты), кальций, магний, легко перемещаются в почвах
и могут по мере появления очагов меньшей концентрации вокруг отдельных корешков достичь эти зоны
поглощения. Фосфор и калий за вегетационный период передвигаются не более, чем на 2–7 мм и для них
позиционная недоступность весьма характерна.
Физиологическая недоступность — растения в
данный момент не могут поглощать имеющиеся доступные формы элемента питания в силу, например:
n отсутствия, недостаточности какого-то фактора ро-
ста и развития (влаги, кислорода, углекислого газа,
элемента (-ов) питания;
n из-за наличия очагов с неблагоприятными услови-
ями питания (высокая кислотность, наличие под-
вижного алюминия, избыток марганца и т. д.);
n из-за биологических особенностей минерального
питания сортов, культур, физиологического состо-
яния растений (повреждение болезнями, вредите-
лями, засухой и др.);
n элементы могут быть поглощены конкурентами
(сорной растительностью, микроорганизмами).
173
Может быть временная недоступность элемента
питания растениям, например, минерализация органического вещества с выделением усвояемых форм элементов питания происходит до или после периода интенсивного поглощения продуктов минерализации растениями. Для обозначения усвояемой растениями части
элементов питания почвы и внесенных удобрений применяют термин «коэффициент использования элементов питания почвы (или удобрения)». Этот коэффициент определяется путем постановки полевых опытов.
В таблице 2.5 представлены результаты одного полевого опыта для соответствующих расчетов по фосфору.
Таблица 2.5. Урожайность, содержание Р2О5 в зерне и
соломе ячменя Зазерский. Содержание Р
50 мг/кг (150 кг/га)
Показатели Åä. èçì. 0 NK60 NPK60
Зерно. Урожай ò/ãà 1,81 2,54 2,77
Ð2Î
в зерне % 0,794 0,766 0,844
5
- ~ - â óð îæàå êã/ãà 14,4 18,8 23,4
Солома. Урожай ò/ãà 1,7 2,5 2,7
Ð2Î
в соломе % 0,126 0,111 0,129
5
- ~ - в урожае êã/ãà 2,1 2,8 3,5
Вынос Р2О5 êã/ãà 16,5 21,6 26,9
2О5
В условиях данного опыта коэффициент использования растениями фосфора из почвы составил: по отношению к варианту без удобрений (16,5 х 100) : 150 =
11%, по отношению к варианту (NK) (21,6 х 100) : 150 =
14,4%.
Таким образом, при улучшении азотно-калийной
обеспеченности возрастает использование фосфора
почвы растениями. При прямом определении коэффициентов использования из почвы и удобрений с помощью радиоизотопного фосфора (
32
Р) установлено,
что растения предпочтительнее поглощают этот элемент из почвенных запасов, чем из свежевнесенного
удобрения.
Считается, что разница в величине выноса фосфора урожаями на удобренном и не удобренном вариантах означает фосфор внесенного удобрения, его отношение к количеству фосфора, внесенного в удобрениях — коэффициент использования. В нашем случае эти
174
показатели составили:
Глава II
в почве
Система удобрений
n при сравнении (NPK–0) = 26,9 — 16,5 = 10,4
кг/га, коэффициент использования (10,4 х 100) : 60 =
17,3 %;
n при сравнении (NPK–NK) = 26,9–21,6 = 5,3
кг/га, коэффициент использования (5,3 х 100) : 60 =
8,8 %.
Как видим, в зависимости от сравниваемых условий, величина коэффициента изменяется более чем
вдвое. Эти данные подтверждают, что все коэффициенты, нормативные и другие величины, используемые
в агрохимических расчетах, очень изменчивы и представляются ориентировочными придержками для обоснования параметров конкретных решений по химизации земледелия.
2.4.1. Общие приемы повышения коэффициента
использования элементов питания
В распоряжения земледельца имеется целый
ряд приемов и способов повышения коэффициентов использования элементов питания удобрений и
почвы.
Известкование кислых почв, обогащение органическим веществом улучшают все свойства почвы, тем
самым создаются условия для интенсивного поглощения элементов питания. Использование удобрений под
высокоурожайные сорта и на хорошо окультуренных
почвах, на посевах с хорошо развитым травостоем
также повышает этот показатель. Чем выше урожай,
тем меньше расход элемента питания на создание
единицы сухого вещества. Так, яровая пшеница при
урожаях около 10 ц/га потребляет 8,3 кг азота на создание одного центнера зерна, при урожае выше 40 ц/га
только 3,5 кг. В первом случае возрастает доля расхода
элемента на формирование корневой системы, надземных вегетативных органов; в случае низкого урожая доля корней, стеблей, листьев составляет до 90%
от всей массы, на высокоурожайных посевах — менее 50%.
Проведение всех полевых работ в оптимальные
сроки позволяет полнее использовать ресурсы влаги,
175
тепла, ускоряет формирование хорошо развитого травостоя, способного продуктивнее и интенсивнее поглощать элементы питания. Установлено, каждый день, например, запаздывания с посевом зерновых снижает
урожай на один центнер, при посеве на 5 суток позже
формирование прибыльного урожая весьма проблематично.
Сочетание органических и минеральных удобрений, особенно на слабоокультуренных почвах, создание оптимального соотношения элементов питания,
т. е. соблюдение общих биологических законов также
сопровождаются усилением фотосинтеза и минерального питания растений, как следствие, возрастанием
указанных коэффициентов.
2.4.2. Приемы и способы применения удобрений
Путем подбора приемов и способов применения
удобрений, соответствующих почвенно-климатическим
условиям, биологии возделываемой культуры, свойствам физического тука можно существенно повысить
долю поглощаемого растениями элементов питания из
почвы и удобрений.
По характеру распределения удобрений по площа
ди различают сплошной (синоним разбросное) и ло-
кальный (синонимы: местное, рядковое, ленточно-локальное, припосевное, очаговое, послойное и т. д.) способы внесения. Наверное, разновидностью локального
способа следует рассматривать предпосевную обработку семян растворами или сухими (опудривание) удобрениями.
Преимущества разбросного внесения удобрений —
высокая производительность. Однако недостатков больше. Прежде всего — неравномерность распределения
удобрений по площади, при которой:
n наблюдается растянутость прохождения фаз раз-
вития растений (не индивидуума, а в целом на
поле). Поскольку в течение длительного периода в
поле соседствуют растения разного возраста, бо-
176
лезнетворные микроорганизмы, вредители также
Глава II
Система удобрений
имеют длительный период для контакта с растением-хозяином нужного возраста;
n по этой причине биологическая и хозяйственная
зрелость растений наступает не одновременно,
сопровождаемое потерями урожая (осыпание перезрелых). Ввиду одновременного присутствия на
посевных незрелых и перезрелых семян, плодов
ухудшаются показатели всех качеств урожая,
снижается лежкость. Невыравненность по размеру и массе продукции усложняет ее переработку, резко снижается качество конечной продукции;
n отмечается полосная засоренность и полегание
хлебов;
n в точках выброса доз удобрений выше рекоменду-
емых отмечается бесполезная трата элементов питания.
К сожалению, технические средства не обеспечивают равномерного рассева удобрений. Согласно ТУ
для тукоразбрасывателей РУМ–3, РМГ–4, КСА–3
допускается неравномерность рассева до 25%, для
РУП–8, АРУП–8 — до 30%.
Считается, что растения могут нормально развиваться при расположении не менее 15% корней в непосредственном контакте с источником элемента питания [Burns I. G., 1980]. Отсюда следует, что удобрения (порошок, гранула) должны быть распределены
равномерно во всей массе корнеобитаемого слоя почвенного профиля, там, где развивается основная масса корневой системы, желательно в непересыхающем
слое. При этом:
n растения будут развиваться лучше;
n элементы питания будут использованы полнее;
n растениеводческая продукция будет гомогенной по
всем свойствам. Последнее обстоятельство особен-
но важно при возделывании семенного, посадоч-
ного материала, продовольственной пшеницы и
ржи, пивоваренного ячменя, льна-долгунца, товар-
ной овощной продукции и картофеля. Удобрения,
особенно при внесении весной, должны быть раз-
бросаны по хорошо выровненной поверхности, без
177
огрехов. При обработке почвы после внесения
удобрений, если поверхность почвы не выровнена, туки сгребаются в углубления, что дает, как и
работа с огрехами, неравномерный по высоте
травостой, снижает качество, например тресты
льна.
При неравномерном их распределении возрастают точки недоступности элементов питания растениями, снижается коэффициент их использования. Равномерность распределения удобрений по
глубине, кроме фактора равномерного разбрасывания по площади, зависит от способа заделки в
почву (табл. 2.6).
Таблица 2.6. Зависимость распределения удобрений в
почве от способа заделки [Якубаускас,1973]
Глубина,
ñì
0-6
6-12 2 13-24 32 26
12-15 23 20
> 15 22
Боронами,
ËÄ-5
92-100 76-87
Культивато-
рами, фрезой
без предплужника с предплужником
Плугами
23 7
Таким образом, горизонтальная и вертикальная
неравномерность распределения удобрений уменьшает урожай, ухудшает его качество, ведет к потерям элементов питания и снижает коэффициент использования
питательных веществ [Лебедева,1989; Трапезников,
1983].
Под локальным внесением удобрений имеется в виду
размещение небольшой дозы (10–15 кг д. в. на гектар)
удобрения в непосредственной близости от семян, клубней. Локализация имеет особое значение при работе с
фосфорными удобрениями, которые в почвах превращаются в присущие конкретным почвенным условиям
фосфаты алюминия, железа или кальция, причем в трудно или нерастворимые формы (химическое поглощение
фосфора). Этот процесс более выражен в кислых полуи гидроморфных почвах тяжелого механического состава, именно поэтому здесь высока эффективность локального внесения фосфорных удобрений, при котором ог-
178
раничен их контакт с почвой.
Глава II
47
Система удобрений
Как известно, в семенах, посадочном материале
абсолютное и относительное (к азоту, калию) количество
фосфора очень небольшое. В то же время фосфор необходим молодым растениям с первых дней их жизни как
элемент, участвующий в синтезе энергонасыщенных
соединений, определяющих интенсивность формирования зачаточных вегетативных и генеративных органов,
наследственного аппарата. Первичная корневая система не может еще контактировать с объемом почвы,
достаточным для извлечения необходимого количества
фосфора. Добавим, что в отличие от NO
-
, Ca+2, фос-
3
фат-ионы в почвах практически не подвижны, слабо их
движение по градиенту концентрации. Отрицательные
последствия недостатка фосфора для растений в ранние фазы роста и развития установлены давно, эти последствия неустранимы даже обильным фосфорным
питанием в последующем.
Локализация ускоряет появление вторичных корней у зерновых культур. Корни, находящиеся в зоне
концентрации элементов питания, обеспечивают интенсивное поглощение фосфора (до 80% от общего
количества) и быстрый его метаболизм. Другие корни,
не подвергаясь воздействию высоких осмотических
сил, в основном поглощают влагу, обеспечивая растениям засухоустойчивость. Происходит специализация
отдельных зон корневой системы, и она имеет особое
значение для скороспелых сортов. Потребление влаги
при локализации удобрений снижается на 10–15%,
эффективность удобрений меньше зависит от погодных условий, а это особенно важно в земледельческих
зонах, где в период всходы–кущение наблюдается
засушливость погоды.
Локальное внесение фосфорных удобрений обеспечивает высокий эффект при пониженных температурах почв, когда замедляется поглощение фосфора,
следовательно, интенсивность всех физиологических и
биохимических процессов.
Локализация микроудобрения путем предпосевной
обработки семян растворами борной кислоты, молибденовокислого аммония, медного купороса и т. д., кро-
179
ме физиологического значения позволяет упростить,
удешевить их применение.
Относительно к фазам роста и развития расте
ний различают допосевное (синонимы — основное,
предпосевное), припосевное внесение и подкормки.
Основное удобрение вносится до посева, посадки
сельскохозяйственных культур под зяблевую обработку или предпосевную культивацию. Оно предполагает
равномерное распределение элементов питания в корнеобитаемом (по меньшей мере в пахотном) слое для
обеспечения растений питательными элементами в
течение всего периода вегетации.
Припосевное удобрение — один из способов локализации элементов питания, о чем уже говорилось
выше.
Подкормка — внесение элемента питания в доступной форме в критические периоды питания растений. По способам исполнения может быть разбросное,
прикорневое (локализация врезанием тука в почву на
3–5 см) и внекорневое внесение, путем опрыскивания посевов раствором удобрений (часто совместно с
пестицидами, ростовыми веществами и т. д.).
Преимущественное применение органических,
фосфорно-калийных удобрений в качестве основного
обосновано и оправдано. Эти удобрения используются культурными растениями в течение нескольких вегетационных периодов и при ежегодной обработке почвы сравнительно равномерно распределяются в корнеобитаемой толще почвенного профиля. Фосфор и
калий в почвах слабо подвижны и нет опасности их
вымывания. Как показали последние исследования,
внесение азотных удобрений до посева, посадки с.-х.
культур вряд ли корректно. Известно, миграционная
способность минерального азота очень высока: NO
вымывается, NH3, N2, NO, NO2— газообразные соединения — улетучиваются, а менее подвижные, аммонийный и амидный азот в почве могут превращаться в любые подвижные формы. Земледелец не имеет
способов перевода азота в доступные растениям формы в размерах, синхронных постоянно изменяющимся потребностям растений: при слабых темпах мине-
180
Глава II
–
3
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]