Система удобрения и химической мелиорации

Лекция 7. Система удобрения и химической мелиорации

1.      Понятие о системе удобрений в хозяйстве и ее составные части. Факторы определяющие систему удобрений и ее эффективность.

2.      Этапы обоснования системы удобрений и их характеристика.

3.      Экологические аспекты применения удобрений.

Система удобрения — это комплекс агрономических и организационных мероприятий (накопление, приготовление и правильное хранение органических удобрений; приобретение, складирование и хранение минеральных удобрений; организация системы машин для транспортировки на поле и внесения удобрений; известкование кислых и гипсование солонцовых почв) по рациональному использованию органических и минеральных удобрений с целью повышения урожая и его качества и воспроизводства плодородия почвы.

Этот комплекс можно разделить на две части.

Первая — включает разработку и выполнение организационно-хозяйственных и экономических мероприятий, связанных с производством, заготовкой и закупкой, перевозкой и хранением удобрений. Сюда входят: выявление всех ресурсов по производству местных удобрений, их заготовке и правильному хранению, определение потребности в различного рода компостах, разработка мер по их заготовке, выявление мелиоративных материалов для известкования кислых и гипсования солонцовых почв, определение потребности в промышленных минеральных удобрениях, организация их завоза, правильное хранение и внесение в почву. Важно предусмотреть организацию тукосмешения и внесения удобрения в заданном соотношении питательных элементов с учетом плодородия почвы, требований культуры и условий агротехники. При планировании этих работ важно максимально учитывать комплексную механизацию всех технологических процессов по применению как органических, так и минеральных удобрений.

Вторая часть системы удобрений — это рациональное размещение удобрений по севооборотам и внутри севооборотов под различные культуры с учетом их потребности, почвенных условий и экономической эффективности, а также выбор оптимальных доз, сроков и способов использования удобрений. Эта часть системы удобрений разрабатывается с учетом местных почвенно-климатических условий и экономики хозяйства. Система удобрений в севообороте является частью общей системы удобрения в хозяйстве.

На эффективность удобрений влияют почвенные, климатические и экономичесие условия хозяйства

1. Почвенные условия

Эффективность удобрений зависит от типа, подтипа, вида или разновидности почвы — агрохимических ее показателей, видов, форм, сочетания удобрений, а также от сроков и способов их внесения на разных почвах. Наибольшие прибавки урожая от удобрений получают на дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах.

Эффективность удобрений на обыкновенных и южных черноземах, каштановых почвах при возделывании сельскохозяйственных культур значительно ниже. В пределах одного почвенного типа и подтипа на эффективность отдельных видов удобрений существенное влияние оказывает гранулометрический состав почвы. В условиях дерново-подзолистых почв он определяет запасы питательных веществ. Прибавки урожая сельскохозяйственных культур на песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почвах выше от азотных и калийных удобрений, а на среднесуглинистых и тяжелосуглинистых почвах — от фосфорных.

Гранулометрический состав во многом определяет размеры вымывания азота. Физиологически кислые удобрения оказывают большее подкисляющее действие на песчаных почвах, чем на суглинистых. На эффективность удобрений сильное влияние оказывают агрохимические свойства почв, а именно содержание подвижных форм химических элементов питания. По обобщенным данным Н. А. Сапожникова, эффективность суперфосфата на почвах с высоким содержанием подвижного фосфора резко снижается.

Действие органических удобрений в различных районах России неодинаково. Наивысшие прибавки от навоза получают в районах с достаточным увлажнением, где преобладают дерново-подзолистые и серые лесные почвы. В районах с черноземными и каштановыми почвами, характеризующихся небольшим количеством осадков, эффективность органических удобрений снижается.

Азотные удобрения особенно эффективны на дерново-подзолистых, серых лесных почвах, выщелоченных черноземах северных и западных районов лесостепной зоны. В степных районах юга и востока с обыкновенными и южными черноземами, каштановыми почвами влияние их слабее. Высокое действие азотных удобрений проявляется в Зауралье, Западной, Средней и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, а также при орошении.

Фосфорные удобрения эффективны на всех почвах. На выщелоченных черноземах лесостепной зоны они повышают урожаи сильнее, чем азотные.

Действие калийных удобрений на урожай сельскохозяйственных растений особенно велико на дерново-подзолистых, торфяных и серых лесных почвах; на черноземах, каштановых и сероземных почвах эффективность их ниже.

Растения лучше поглощают азот из нитратных удобрений на кислых дерново-подзолистых, серых лесных почвах и красноземах. Аммонийные формы азотных удобрений, наоборот, лучше используются растениями на нейтральных и карбонатных почвах. На дерново-подзолистых и других почвах с кислой реакцией эффективны труднорастворимые формы фосфорных удобрений (фосфоритная мука, фосфатшлак).

На черноземах, каштановых и сероземных почвах более эффективны водорастворимые формы фосфорных удобрений (суперфосфат, аммофос). Калийные хлорсодержащие удобрения нельзя использовать под табак, цитрусовые культуры. Под эти культуры целесообразно применять сульфатные формы. Под картофель и лен хлорид калия лучше вносить с осени, чтобы уменьшить неблагоприятное действие хлора. В сухую погоду при подкормках нельзя применять мочевину, так как возможны большие потери азота

В большинстве районов России органические и минеральные удобрения применяют в сочетании, исходя из доз навоза и коэффициента использования питательных веществ, содержащихся в нем. В связи с низким коэффициентом использования азота органических удобрений эффективность азотных удобрений на фоне навоза на дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах высокая, особенно при внесении умеренных доз навоза (15—25 т/га) под картофель, сахарную свеклу и кормовые культуры. Фосфорные и калийные удобрения на фоне навоза менее эффективны.

Эффективность сочетания отдельных видов минеральных удобрений на различных почвах неодинакова. На дерново-подзолистых почвах эффективны все три вида макроудобрений: азотные, фосфорные и калийные. На черноземных почвах основными видами минеральных удобрений являются азотные и фосфорные, на каштановых и сероземах — азотные и фосфорные.

Почвенные условия определяют сроки и способы внесения удобрений. На дерново-подзолистых, красноземных и серых лесных почвах, характеризующихся кислой реакцией среды, фосфорные водорастворимые удобрения лучше вносить весной для уменьшения связывания фосфатного иона почвенными частицами. В то же время труднорастворимые фосфорные удобрения (фосфоритная мука) на этих почвах лучше вносить осенью под основную обработку, чтобы повысить подвижность фосфора. На дерново-подзолистых почвах с промывным и периодически промывным водными режимами лучшим сроком внесения азотных удобрений является весенний. На черноземных и каштановых почвах основное удобрение, в том числе и азотное, целесообразно применять осенью. Глубина заделки удобрений также определяется почвенными условиями. На черноземах и каштановых почвах удобрения необходимо вносить глубже, а на дерново-подзолистых — на меньшую глубину.

В засушливых степных районах добавление к суперфосфату азотных и калийных удобрений неэффективно. В лесостепной зоне азотные и калийные удобрения, внесенные с суперфосфатом в рядки, эффективны при возделывании сахарной свеклы, картофеля, кукурузы.

При разработке системы удобрения необходимо знать свойства почвы. Для этого следует использовать почвенную карту хозяйства. В ней приведены данные о гранулометрическом составе, содержании гумуса, глубине пахотного слоя почвы, емкости поглощения, степени насыщенности основаниями и др. Кроме почвенных карт для установления плодородия почв составляют агрохимические картограммы. На них указывают кислотность и щелочность почвы, содержание в ней подвижных соединений фосфора, калия, микроэлементов. В ряде областей составляют агрохимические паспорта. В паспорт включают усредненные данные для поля севооборота о гранулометрическом составе, кислотности обменной (рН) и гидролитической, степени насыщенности почв основаниями, их окультуренности, содержании гумуса, подвижных соединений фосфора, калия, микроэлементов.

2. Климатические условия

К климатическим условиям, определяющим эффективность удобрений, относятся: сумма активных температур, сроки наступления весенних и осенних заморозков, количество и распределение в течение года осадков и влагообеспеченность почв основных регионов страны.

Теплообеспеченность основных земледельческих регионов определяется суммой активных температур (выше 100С). Анализ сумм температур и условия роста сельскохозяйственных культур показывает, что наиболее продуктивно возделывать сельскохозяйственные растения можно только в южных районах. Основным сдерживающим фактором получения высоких урожаев культур здесь является острый недостаток в почве влаги.

Влагообеспеченность почв основных земледельческих районов страны уменьшается с севера на юг. Основные площади посевов находятся в районах с крайне неустойчивой влагообеспеченностью. В связи с тем, что эффективность удобрений определяется в основном количеством осадков, выпадающих в течение года, положительное их влияние на урожай снижается с севера на юг.

Количество атмосферных осадков и равномерность их распределения играют определяющую роль в эффективном использовании растениями питательных веществ удобрений. По данным исследований в засушливые годы эффективность NPK снижается в среднем на 36 %, а во влажные годы возрастает на 52 % по сравнению с действием удобрений в нормальные по увлажнению годы.

В умеренно влажные годы прибавка урожайности яровой пшеницы от применения N60 в Нечерноземной и лесостепной зонах была на 3—3,5 ц/га больше, чем в избыточно влажные. В степной зоне и в сухие годы азотные удобрения не влияют на урожайность, а во влагообеспеченные прибавка достигает 5 ц/га. Действие фссфорных удобрений в зависимости от влагообеспеченности года не такое отчетливое. Как азотных. Фосфорные и калийные удобрения в засушливые годы могут обеспечивать более высокий относительный прирост урожайности, чем во влажные. Это объясняется резким уменьшением подвижности почвенных соединений фосфора и калия в засушливые годы и значительно более высоким в связи с этим поглощением фосфора и калия из легкорастворимых удобрений.

Большое значение при использовании удобрений в различные по увлажнению годы имеет отношение отдельных сельскохозяйственных культур к срокам увлажнения. Если для яровой пшеницы особенно велико значение весенних и раннелетних дождей, то кукуруза и просо хорошо используют осадки в середине и даже в конце лета. При возделывании картофеля недостаток осадков в июне и июле отрицательно сказывается на урожае.

От недостатка влаги в самые напряженные периоды вегетации сильно страдают сельскохозяйственные культуры, произрастающие на песчаных и супесчаных почвах, подстилаемых песками.

3. Агротехнические условия

Агротехнические условия — один из главных, иногда определяющих факторов эффективного применения удобрения. К числу наиболее важных агротехнических условий относятся севообороты, обработка почв, площади питания растений, сроки посева, борьба с вредителями, болезнями и сорняками, отзывчивость сортов на удобрения.

Влияние севооборота на повышение усвояемости питательных веществ почвы и удобрений заключается в неодинаковом накоплении продуктивной влаги под различными предшественниками. Максимальные запасы продуктивной влаги накапливаются в чистом пару. Достаточно высоки они в занятом пару (горох, кукуруза и др.). Запасы влаги под озимой пшеницей и кукурузой на силос самые низкие.

При возделывании культур в севообороте создаются лучшие условия для накопления значительной массы питательных веществ в корневых и пожнивных остатках. После их разложения питательные вещества легко усваиваются последующей культурой. По данным Центральной опытной станции ВИУА, в пожнивных и корневых остатках после возделывания многолетних трав азота накапливается 106—194 кг/га, фосфора — 30,0—54,6, калия —47,3— 78 кг/га. Значительно ниже эти показатели после возделывания зерновых и зернобобовых культур.

Различные предшественники оказывают неодинаковое влияние на эффективность органических и минеральных удобрений. Культуры, сильно снижающие содержание влаги в почве (например, травы, сахарная свекла), в условиях недостаточного увлажнения не обеспечивают высокой эффективности удобрений под последующие культуры. Культуры, идущие по чистому пару, развиваются в лучших условиях увлажнения и меньшей засоренности, в результате чего эффективность удобрений возрастает.

В Нечерноземной зоне эффективность удобрений по занятым парам, как правило, выше, чем по чистым. Эффективность азотных удобрений по чистым парам здесь снижается меньше, чем в Черноземной зоне. На черноземных и каштановых почвах эффективность удобрений по занятому пару в большей степени зависит от условий года. Пропашные культуры (свекла, картофель) повышают потребность в удобрениях следующих за ними культур, но и оставляют после себя значительное количество неиспользованных питательных веществ. Они подавляют развитие такой вредоносной болезни злаковых культур, как корневая гниль.

Эффективность удобрений при возделывании культур по пласту и обороту пласта снижается в районах недостаточного увлажнения. В то же время травы могут повышать потребность последующих культур в фосфоре, калии, чему способствует улучшение азотного режима после них. Например, хлопчатник после люцерны нуждается в удобрении с преобладанием фосфора.