5. Расчёт потребности и разработка плана применения удобрений мелиорантов в севообороте и технология их внесения
а) место, доза и технология внесения органических удобрений в севообороте
К органическим удобрениям относятся навоз, навозная жижа, птичий помет, фекалии, различные компосты, сапропель, сидераты и другие.
Роль органических удобрений:
-Источники элементов питания;
-Источники гумуса;
-Источники углекислоты;
-Улучшают свойства почвы (повышают емкость поглощения, буферность);
-Усиливают деятельность микроорганизмов
Навоз - полное органическое удобрение, содержащее все необходимые для растения питательные элементы. Кроме того, в зависимости от конкретных хозяйственных условий в составе навоза может быть подстилка. По этому признаку различают: обычный подстилочный навоз и полужидкий или жидкий бесподстилочный навоз.
Подстилочный навоз после внесения в почву под влиянием микроорганизмов минерализуется. Скорость минерализации зависит как от качества навоза, так и от свойств почвы, ее водно-воздушного режима, реакции и т. д. Большая часть углерода, содержащегося в составе органических веществ навоза, в процессе разложения в почве окисляется до углекислого газа, причем его образуется тем больше, чем меньше степень разложения.
Бесподстилочный навоз при хранении расслаивается на три слоя: верхний - плотный плавающий, внизу - осадок, а между ними - жидкий. Чтобы обеспечить однородность навозной массы, в хранилище должно быть устройство для ее перемешивания. Перемешивание (гомогенизация) бесподстилочного навоза следует проводить не реже 1 раза в неделю, а в период внесения навоза - несколько раз в день по 40--70 мин. Необходимо также измельчить при помощи специальных устройств крупные частицы до размера не более 25мм. Бесподстилочный навоз также запахивают с измельченной соломой, оставленной на поле после уборки, или с предварительно разбросанным торфом.
Бесподстилочный навоз можно применять не только в качестве основного удобрения (т. е. до посева или посадки), но также и в подкормку сельскохозяйственных культур.
Дозы бесподстилочного навоза (92 %-ной влажности, содержание азота около 0,3 %) в зависимости от вида сельскохозяйственных культур и их урожайности, могут составлять от 30--50 (под зерновые культуры) до 100--150 т/га (под высокоурожайные пропашные культуры).
Торф используется на подстилку, как составная часть различных компостов, для изготовления торфоперегнойных горшочков, мульчирования, а также для совместного применения с минеральными удобрениями. Использование большинства видов торфа в чистом виде на удобрение агрохимически неэффективно и экономически нецелесообразно.
Верховой торф отличается меньшей степенью разложения и зольностью, большей кислотностью, он беднее по содержанию питательных веществ.
Для низинного торфа характерны высокая степень разложения, большее содержание азота и зольных веществ, меньшая кислотность. Переходный торф обладает промежуточными свойствами между верховым и низинным; в верхних слоях торфяников он по свойствам приближается к верховому, а в более глубоких слоях -- к низинному.
б) место, доза и технология внесения мелиорантов в севообороте
На большинство сельскохозяйственных культур повышенная кислотность почвы оказывает отрицательное действие и они положительно отзываются на известкование. Неблагоприятное влияние кислой реакции на растения весьма многосторонне, прямое вредное действие повышенной концентрации ионов водорода сочетается с косвенным влиянием ряда сопутствующих кислой реакции факторов. При повышенной кислотности почвенного раствора ухудшаются рост и ветвление корней, проницаемость клеток корня, поэтому ухудшается использование растениями воды и питательных веществ почвы и внесенных удобрений. При кислой реакции нарушается обмен веществ в растениях, ослабляется синтез белков, подавляются процессы превращения простых углеводов (моносахаров) в другие более сложные органические соединения. Особенно чувствительны растения к повышенной кислотности почвы в первый период роста, сразу после прорастания.
Помимо непосредственного отрицательного действия, повышенная кислотность почвы оказывает на растение многостороннее косвенное действие.
Кислые почвы имеют неблагоприятные биологические, физические и химические свойства. Коллоидная часть кислых почв бедна кальцием и другими основаниями. Вследствие вытеснения кальция ионами водорода из почвенного перегноя повышаются его дисперсность и подвижность, а насыщение водородом минеральных коллоидных частиц приводит к постепенному их разрушению. Этим объясняется малое содержание в кислых почвах коллоидной фракции, они имеют поэтому неблагоприятные физические и физико-химические свойства, плохую структуру, низкую емкость поглощения и слабую буферность.
В кислых почвах деятельность полезных почвенных микроорганизмов, особенно азотфиксирующих свободноживущих и клубеньковых бактерий, для развития которых наиболее благоприятна нейтральная реакция (рН 6,5--7,5), сильно подавлена; образование доступных для растений форм азота, фосфора и других питательных веществ вследствие ослабления минерализации органического вещества протекает слабо. В то же время повышенная кислотность способствует развитию в почве грибов, среди которых много паразитов и возбудителей различных болезней растений.
Отрицательное действие повышенной кислотности в значительной степени связано с увеличением подвижности алюминия и марганца в почве. При кислой реакции растворимость соединений алюминия и марганца увеличивается, а повышенное содержание их в растворе оказывает вредное действие на растения.
Особенно чувствительны к повышенному содержанию подвижного алюминия клевер, люцерна, озимая пшеница и рожь (при перезимовке), свекла, лен, горох, гречиха, ячмень. Эти культуры страдают при содержании его в почве свыше 2--3 мг на 100 г. При высоком содержании в кислых почвах подвижного алюминия и железа происходит связывание ими усвояемых форм фосфора с образованием нерастворимых и малодоступных растениям фосфатов полуторных окислов, в результате чего ухудшается питание растений фосфором.
В кислых почвах уменьшается подвижность молибдена, он переходит в труднорастворимые формы, и его может не хватать для нормального роста растений, особенно бобовых. В кислых, особенно песчаных и супесчаных почвах, мало усвояемых соединений кальция и магния; кроме того, при кислой реакции затрудняется их поступление в растение, поэтому ухудшается питание и этими важными элементами.
Влияние извести на свойства и питательный режим почвы
При внесении извести нейтрализуются свободные органические и минеральные кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в почвенном поглощающем комплексе, т. е. устраняется актуальная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышается насыщенность почвы основаниями. Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на свойства почвы, ее плодородие.
Замена поглощенного водорода кальцием сопровождается коагуляцией почвенных коллоидов, в результате чего уменьшаются их разрушение и вымывание, улучшаются физические свойства почвы -- структурность, водопроницаемость, аэрация.
При внесении извести снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия и марганца, они переходят в неактивное состояние, поэтому устраняется вредное действие их на растения.
В результате снижения кислотности и улучшения физических свойств почвы под влиянием известкования усиливается жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных веществ из почвенного органического вещества. В известкованных почвах интенсивнее протекают процессы аммонификации и нитрификации, лучше развиваются азотфиксирующие бактерии (клубеньковые и свободноживущие), обогащающие почву азотом за счет азота воздуха, в результате чего улучшается азотное питание растений.
Известкование способствует переводу труднодоступных растениям фосфатов алюминия и железа в более доступные фосфаты кальция и магния. При известковании калий труднорастворимых минералов интенсивнее переходит в более подвижные соединения, а поглощенный почвой калий вытесняется в раствор, но усвоение его растениями вследствие антагонизма между катионами К+ и Са2+ не увеличивается. Известкование влияет на подвижность в почве и доступность для растений микроэлементов. Соединения молибдена после внесения извести переходят в более усвояемые формы, улучшается питание растений этим элементом. При внесении извести почва обогащается кальцием, а при использовании доломитовой муки -- и магнием; потребность растений в этих элементах обеспечивается полностью. Улучшение питания растений азотом и зольными элементами связано также с тем, что на известкованных почвах растения развивают более мощную корневую систему, способную больше усваивать питательных веществ из почвы.
Определение нуждаемости почв в известковании и нормы извести
Эффективность известкования зависит от кислотности почв: чем выше кислотность, тем острее потребность в известковании и больше прибавки урожая. Поэтому прежде чем вносить известь на то или иное поле, необходимо определить степень кислотности почвы и нуждаемость ее в известковании, установить норму извести в соответствии с особенностями почвы и возделываемых растений.
Потребность почвы в известковании с достаточной для практических целей точностью может быть определена по обменной кислотности (рН солевой вытяжки). При значении рН солевой вытяжки 4,5 и ниже потребность в известковании сильная, 4,6--5 -- средняя, 5,1--5,5 -- слабая и при рН больше 5,5 -- отсутствует. Величина кислотности почвы -- важный, но не единственный показатель, характеризующий потребность почв в известковании. Важно учитывать также степень насыщенности почвы основаниями (У) и ее механический состав. С учетом этих трех показателей степень нуждаемости почв в известковании может быть установлена значительно точнее. При проведении известкования, кроме свойств почвы, необходимо учитывать также особенности возделываемых культур в севообороте.
Нормы извести зависят от степени кислотности почв, их механического состава и особенностей возделываемых культур.
Более точно установить полную норму извести можно по величине гидролитической кислотности. При расчете нормы извести (в т СаСО3 на 1га) величину гидролитической кислотности в мг экв на 100г почвы (Нr) умножают на коэффициент 1,5.
Д CaCO3 = Нr*1.5
Нr - гидролитическая кислотность в мг экв/100г почвы.
Д CaCO3 = 3,0*1,5 = 4,5 т/га.
В результате внесения такой нормы извести её действие будет продолжаться около 5-7 лет.
Однако в результате вымывания Ca и Mg из почвы, потребления их сельскохозяйственными культурами, а также применения физиологически кислых минеральных удобрений почвы после известкования постепенно подкисляются.
Повторное и поддерживающее известкование проводят при снижении кислотности почв по сравнению с оптимальным уровнем на 0,5 рН (в КCl-вытяжке).
Проанализировав данные агрохимической характеристики полей севооборота, я выяснила, что для большинства культур наиболее благоприятной является слабокислая или близкая к нейтральной реакция почвы. Эти культуры хорошо отзываются на известкование. Но больше всего во внесении извести нуждается овёс с реакцией среды рН = 5,0. Под влиянием извести нейтрализуется почвенная кислотность, устраняется вредное действие на растения подвижного алюминия и марганца, повышается содержание в почве кальция, в почве увеличивается количество усвояемых форм азота, фосфора, калия, молибдена, улучшаются условия питания сельскохозяйственных культур, возрастает урожайность и лучше становится качество получаемой продукции.
При известковании задача состоит в равномерном распределении и тщательном перемешивании извести с почвой с верхними 15-20 см почвы. Если разбросать известь по поверхности, то результат тоже будет, но скажется не ранее, чем через год. Весьма эффективно для снижения кислотности внесение извести с навозом, но смешивать их нельзя. Вначале разбрасывают известь, затем навоз и после этого перекапывают. Количество навоза не менее 4-5 кг/кв.метр, извести - расчетная норма (обычно в пределах 200-500 г/кв.м). Известь (молотый известняк, доломит) не обжигает листья растений и ее можно разбрасывать на пастбищах и газонах. Известь можно вносить в любое время года, просто удобнее это делать под зиму. Можно вносить известь один раз за несколько лет, но лучше это делать понемногу каждый год.
в) Расчёт потребности в минеральных удобрениях в кг д.в.
Минеральные удобрения - это промышленные или ископаемые продукты, содержащие элементы, необходимые для питания растений и повышения плодородия почв. Это главным образом минеральные соли, однако к ним относятся некоторые и органические вещества, например, мочевина.
Минеральные удобрения бывают простые (или односторонние), содержащие только один питательный элемент (азотные, фосфорные, калийные, микроудобрения), и комплексные (или многосторонние), содержащие одновременно два или несколько элементов питания (калийная селитра, нитрофоски, диаммофоски и др.).
Содержание питательных веществ (или количество действующих веществ) в удобрениях выражают в процентах: для азотных удобрений в пересчете на элементарный азот, а для фосфорных и калийных в пересчёте на их оксиды.
Эффективность использования удобрения во многом зависит от обоснованности выбора его виды и формы, определения оптимальной дозы и соотношения между вносимыми элементами питания, а также сроков и способов применения. Удобрения выбирают с учётом свойств почв и климатических условий, биологических и сортовых особенностей выращиваемых культур. При выборе форм удобрений необходимо учитывать отношение растений к его ионному составу, реакцию удобрения, способность корневой системы усваивать питательные вещества из труднорастворимых удобрений. Расчёт потребности в минеральных удобрениях проводят балансовым методом на плановый урожай по схеме согласно таблицы 4.
Таблица 4 Расчет доз минеральных удобрений балансовым методом
№ |
Показатели |
Ед. изме-рения |
Культуры севооборота |
|||||||||||||||
пар чистый |
Кукуруза на силос |
Однолетние травы |
Силосные |
овёс |
||||||||||||||
N |
Р2О5 |
К2О |
N |
Р2О5 |
К2О |
N |
Р2О5 |
К2О |
N |
Р2О5 |
К2О |
N |
Р2О5 |
К2О |
||||
1 |
Урожай |
т/га |
- |
40 |
20 |
25 |
2,5 |
|||||||||||
2 |
Вынос с 1т урожая с учетом побочной продукции |
кг |
- |
- |
- |
3,5 |
1,2 |
3,7 |
4,7 |
1,3 |
4,9 |
2,7 |
0,7 |
3 |
32 |
11 |
27 |
|
3 |
Вынос с 1га урожаем |
кг/га |
- |
- |
- |
140 |
48 |
148 |
94 |
26 |
98 |
67,5 |
17,5 |
75 |
80 |
27,5 |
67,5 |
|
4 |
Содержание в почве |
мг/кг |
10 |
120 |
140 |
10 |
150 |
170 |
15 |
140 |
150 |
10 |
170 |
200 |
15 |
160 |
180 |
|
5 |
содержание N в слое 0-40см |
60 |
- |
- |
60 |
- |
- |
90 |
- |
- |
60 |
- |
- |
90 |
- |
- |
||
6 |
текущая нитрификация25-45кга |
кг/га |
25 |
- |
- |
35 |
- |
- |
25 |
- |
- |
25 |
- |
- |
25 |
- |
- |
|
7 |
содержание Р2О5 и К2О в слое 0-20см |
кг/га |
- |
360 |
420 |
- |
450 |
510 |
- |
420 |
450 |
- |
510 |
600 |
- |
480 |
540 |
|
8 |
коэффициент использования пит.вещ.из почвы |
кг/га |
- |
- |
- |
0,8 |
0,08 |
0,25 |
0,8 |
0,08 |
0,12 |
0,8 |
0,08 |
0,25 |
0,8 |
0,08 |
0,12 |
|
9 |
Будет использовано из почвы |
кг/га |
- |
- |
- |
76 |
36 |
127,5 |
92 |
33,6 |
54 |
76 |
40,8 |
150 |
92 |
38,4 |
64,8 |
|
10 11 12 13 14 15 16 |
Дефицит выноса Внесено с орг.удобрениями доза 60т/га Коэффициент использования из орг.удобрений Будет использовано из орг.удобрений Дефицит выноса Коэффициент использования из минеральных удобрений Требуется внести с минеральными удобрениями |
кг/га кг/га кг/га кг/га кг/га |
- - - - - - - |
- - - - - - - |
- - - - - - - |
64 408 0,2 81,6 0,50 |
8 12 144 0,25 36 0,15 |
20,5 150 0,5 75 0,50 |
2 - 0,2 81,6 0,05 |
- - 0,1 14,4 0,10 |
44 - 0,1 15 29 0,20 14,5 |
- - 0,1 40,8 0,05 |
- - 0,05 7,2 0,05 |
- - - - - |
- - - - |
- - - - |
2,7 - - - |
Расчеты:
Плановый урожай переводится в тонны и проставляется в таблице.
2 строка - из приложения 2.
3 строка - путём умножения планового урожая на норматив выноса.
4 строка - берётся по калию и фосфору из агрохимических данных севооборота, а по азоту - по приложению 9.
5 строка -
Nп = (6000000*15)/1000000 = 90
Аналогично рассчитывается по силосным.
7 строка - Однол. Травы
n = 3000000*140/1000000 = 420 (по фосфору).
n = 3000000*150/1000000 = 450 (по калию).
Силосные
n = 3000000*170/1000000 = 510 (по фосфору).
n = 3000000*200/1000000 = 600 (по калию).
9 строка = (5 строка+6 строка)*0,8 (по азоту).
7 строка*8 строка = 9 строка (по фосфору и калию).
10 строка = 3 строка - 9 строка.
11 строка: Д = 60т/га = 60000кг/га.
60000 - 100%
Х - n (приложение 16).
60000 - 100%
Х - 0,68
Х = 408 (азот),144 (фосфора), 150 (калия).
13 строка = 11 строка*12 строка
14 строка = 10 строка - 13 строка.
15 строка (приложение 8).
16 строка = 14 строка/15 строка.
В таблице 3, в строке 14 показан дефицит выноса питательных элементов. Проставленные прочерки говорят о том, что в данном случае нет необходимости внесения минеральных удобрений.
Однако в случае с однолетними травами существует неизбежность внесения минеральных удобрений, так как дефицит выноса составляет 29кг/га. Отсюда 29 делим на 0,20 и получаем 14,5кг/га. Именно столько питательных веществ потребуется внести с минеральными удобрениями.
Но большинство минеральных удобрений характеризуется физиологической кислотностью, поэтому их применение в избыточных количествах обусловливает развитие процессов подкисления почв. Кроме того, это приводит к снижению суммы поглощенных оснований, усилению минерализационных процессов, нарушению соотношения подвижных форм макро,- и микроэлементов в почве и элементного состава растений. Избыток минеральных удобрений вызывает нарушение в биологической компоненте почвы, вследствие чего нарушаются процессы трансформации органического вещества. Схема, приведенная ниже, позволяет убедиться, насколько важное значение имеет обеспечение растений оптимальными дозами минеральных удобрений.
Рис. 1. Некоторые последствия недостаточного или избыточного внесения азотных удобрений
г) Разработка плана применения удобрений в севообороте и технология их внесения
Чтобы обеспечить растения питательными веществами в течение всего вегетационного периода, удобрения зачастую заделывают в почву в несколько сроков на разную глубину.
Сроки внесения удобрений могут быть различные: это допосевное (основное), припосевное (или припосадочное) и послепосевное (подкормка) удобрения.
Допосевное удобрение включает всю годовую норму органических удобрений и наибольшую часть минеральных. Это удобрение заделывают в более глубокие увлажненные слои почвы, откуда его могут использовать растения в течение всего вегетационного периода.
Припосевное удобрение вносят одновременно с посевом (посадкой) сельскохозяйственных культур на глубину 2-3см глубже семян (клубней). Это удобрение обеспечивает растения легкоусвояемыми питательными веществами, особенно фосфором, в самый начальный период жизни, когда они имеют слаборазвитую корневую систему. Нормы припосевного удобрения значительно меньше норм основного, так как растения используют его только в первые 2-3 недели жизни.
Послепосевное удобрение усиливает питание растений в отдельные критические периоды их развития, когда необходимы те или иные элементы.
Способы внесения удобрений и его сроки определяются почвенно-климатическими условиями, особенностями возделываемых культур, свойствами удобрений и организационно-хозяйственными возможностями.
Одноразовое внесение удобрений до посева оправдывается только в том случае, если применяют достаточное количество удобрений в требуемом соотношении питательных веществ. При этом снижаются затраты на удобрения и повышается их окупаемость. Многочисленными исследованиями установлено, что наиболее высокая прибавка урожая яровых культур достигается при заделывании допосевного удобрения осенью под зяблевую вспашку. Однако на легких супесчаных и песчаных почвах, на почвах с близким залеганием грунтовых вод, на крутых склонах, в районах с избыточным увлажнением, где возможны потери внесенных с осени удобрений путём их вымывания или смыва, основное удобрение следует давать в весенний период.
При посеве зерновых культур используют, как правило, гранулированный суперфосфат. 1ц простого гранулированного суперфосфата при рядковом внесении даёт дополнительно 5-6ц зерна, а при разбросном - только 1-2ц. При рядковом способе гранулированный суперфосфат используют в небольшом количестве - 10-15кг/га. Этой нормы вполне достаточно для нормального развития всходов в первый период их роста.
Весьма эффективным приёмом для повышения качества зерна являются некорневые подкормки в более поздние сроки. Нормы удобрений при некорневых подкормках устанавливают по результатам диагностики питания растений в период их вегетации.
Для кукурузы наиболее эффективна ранняя подкормка при первой междурядной обработке.
Удобрения вносят вразброс с последующей заделкой в почву или локально. При разбросном внесении удобрений должно быть обеспечено сплошное равномерное распределение удобрений по поверхности почвы. При локальном внесении туки размещаются в почве очагами различной формы. Локальное внесение удобрений по сравнению с разбросным повышает их эффективность до 20% и более. Оптимальная глубина размещения лент удобрения - 10см на суглинистых и глинистых почвах, 15см - на супесчаных и песчаных почвах при ширине лент 2-4см и расстоянии между лентами 16-20см.
Рациональное применение удобрений должно быть обеспечено только при внедрении научно обоснованной системы удобрения в севообороте. При возделывании сельскохозяйственных культур в севообороте создаются лучшие условия для более эффективного применения удобрений в связи с меньшей засоренностью посевов, более слабыми повреждениями растений специфическими вредителями и болезнями, более благоприятным водным режимом. Эффективность применения удобрений в севообороте повышается на 20-30%. При разработке системы удобрения необходимо учитывать особенности севооборота, почвенно-климатические и агротехнические условия.
- Введение
- 1. Почвенно-агрохимическая характеристика серой лесной почвы кормового севооборота
- 2. Расчёт выхода и технология производства органических удобрений
- 3. Баланс гумуса в севообороте
- 4. Расчёт доз минеральных удобрений разными методами
- 5. Расчёт потребности и разработка плана применения удобрений мелиорантов в севообороте и технология их внесения
- 6. Расчёт баланса питательных веществ в севообороте
- 7. Составление плана распределения органических удобрений по севооборотам. Определение доз и места внесения органических удобрений.
- Методика разработки системы применения удобрений в севооборотах
- Рациональное распределение удобрений в севообороте с учетом потребности в удобрениях
- 1 Система удобрений
- ***I. 34. Применение известковых удобрений в севообороте.
- 3. Система обработки почвы в севообороте
- Влияние длительного применения удобрений наплодородие почвы.
- Система удобрения в хозяйстве и севообороте.
- 39. Севообороты. Система удобрений в севообороте.
- 33.Разработка плана применения удобрений в полевом севообороте