Тема: Модуль 4. Диагностика питания растений и система удобрения сельскохозяйственных культур в севооборотах

в первом 2 вопроса,

во втором – 8 вопросов,

в третьем – 5 вопросов.

Химический состав у разных видов растений различен и во многом зависит от количества, форм и способов внесения органических и минеральных удобрений, доступности элементов питания почвы.

Содержание химических элементов в растений и ее органах определяется спецификой, процессами биосинтеза, физиологическим состояние органов и тканей. Только постоянное обеспечение растений необходимыми элементами питания в оптимальных их соотношениях на протяжении всего вегетационного периода позволяет максимально использовать биологический потенциал каждого сорта.

В определенные фазы вегетации требуется различные количества и различные соотношения питательных элементов, что обусловливает необходимость управляемого поступления их в течение всего периода жизнедеятельности растительного организма, что возможно только при использовании методов комплексной диагностики питания растений.

Комплексная диагностика предусматривает регулярное выполнение агрохимического анализа почв и оперативную диагностику питания растений в течение вегетации.

Вопрос 1. Почвенная диагностика
Почвенная диагностика – это агрохимическое обследование почв на содержание доступных для растений форм питательных элементов N, Р, К, Са, Mg, S, В, Mn, Zn, Мо, Сu и других, гумуса, рН, Нг, и Н_обм.

Основным методом определения доз удобрений под запланированный урожай с.-х. культур является проведение долговременных полевых опытов. По данным этих опытов разработана система деления почв на группы по содержанию в них доступных для растений питательных вещества во всех почвенно-климатических зонах.

А обобщение данных полевых опытов позволило получить более точные значения коэффициентов использования питательных веществ почвы и удобрений (таблица 1).
Таблица 1

Коэффициенты использования питательных веществ почвы и удобрений с.-х. культурами, %

Большое внимание уделяется вопросам прогнозирования эффективности азотных удобрений. Установлено, например, что для Нечерноземной зоны оптимальный срок проведения агрохимического обследования почвы на содержание минерального азота (нитратного и аммиачного) – весна, а для Западной и Восточной Сибири и некоторых областей Зауралья – осень.

Для учета всего доступного растениям минерального азота необходимо определить его запасы в слое почвы от 0 до 180 см. Однако практически во всех с.-х. зонах страны 60-80% азота содержится в слое 0-60 см. В то же время практикой установлено, что для Западной Сибири достаточно проанализировать слой почвы 0-40 см, а для таежно-лесной зоны 0-60 см.

Расчет потребности урожая в азоте проводится по формуле:

Если Е₁, Е₂, Е₃ заменить коэффициентом Е, то получим

отсюда находим N_урожая из расчетных таблиц, затем определяем N₁ и N₂ и вычисляем N₃ – дозу минеральных удобрений.

Однако для подготовки прогноза обеспеченности растений элементами минерального питания результатов одних почвенных анализов недостаточно.

Более точные данные дает анализ растений, так как изменение питания в них по типам почв не превышает 5%.

Растительная диагностика включает визуальную, химическую (тканевую и листовую) и функциональную (или физиологическую).

Для нормального роста и развития растений требуются определенные количества, и даже соотношения питательных элементов в среде их произрастания. Любые отклонения в содержании питательных элементов от оптимального уровня вызывают нарушения биохимических и физиологических процессов в растениях, вследствие чего меняется окраска листьев, появляются некротические пятна, может произойти потеря тургора.

Изменения внешнего вида растений бывают настолько характерны, что могут служить признаком для определения различных нарушений минерального питания.

Потребность различных с.-х. культур в питательных элементах неодинаковы. Например, на одном и том же поле рожь не проявляет калийного голодания и дает хороший урожай, а картофель не может нормально развиваться и сильно снижает урожай.

- При избытке азота растениями-индикаторами могут служить огурцы и кабачки, при недостатке – капуста, кукуруза, картофель, смородина, слива. Азотное голодание замедляет рост, вызывает мелколиственность и окрашивание старых листьев в бледно-зеленый, желто-зеленый и желтый цвет.

- При недостатке фосфора растениями-индикаторами являются томаты, яблоня, крыжовник, брюква и турнепс. При этом ухудшается рост и появляются мелкие листья. Цвет листьев становится темно-зеленым и голубым, появляются бурые и фиолетовые пятна, на месте которых в последствии образуются некрозы. Фосфорное голодание чаще проявляется в холодную погоду сначала на старых листьях, потом на молодых.

- При калийном голодании значительно замедляется рост растений, желтеют, буреют и отмирают края нижних листьев. Наиболее заметен недостаток калия на капусте, картофеле, крыжовнике, свекле, люцерне, фасоли, смородине и яблоне. В первую очередь страдают старые листья, которые становятся куполообразными, волнистыми, с краевым подпалом.

- Недостаток кальция обнаруживается на побегах и корнях, цветках и плодах. Старые листья желтеют, отмирают, а у верхних белеет кончик, наблюдается гниль плодов.

- Недостаток магния вызывает характерную светло-зеленую или желтоватую окраску междужилковой ткани, в то время как сами жилки остаются интенсивно зелеными. От недостатка магния в первую очередь страдают капустные, картофель, яблоня, крыжовник, смородина, виноград. Дефицит магния вызывает у проса оранжевую окраску листьев, а у смородины и хлопчатника – пурпурно-красную.

- Недостаток железа проявляется бледно-зеленой или желтой окраской верхущечных листьев плодовых деревьев с четкой сеткой зеленых жилок, но нижние листья остаются без изменений. Ослабляется рост растений.

- Недостаток бора боле всего заметен на брюкве, турнепсе, корнеплодах, подсолнечнике, капусте, бобовых, плодово-ягодных, томатах, сельдерее, льне, ржи. Характерными признаками борного голодания являются хлороз и отмирание верхушечной точки роста, в результате чего растения приобретают кустовидную форму. Корнеплоды поражаются сухой гнилью и дуплистостью, лен – бактериозом, цветная капуста – коричневой гнилью, бобовые культуры желтеют, у подсолнечника отмирает точка роста.

- Недостаток марганца характеризуется ярко выраженным хлорозом листьев, но сами жилки остаются зелеными. Признаки марганцового голодания прежде всего появляются на молодых листьях. Наиболее чувствительны к дефициту марганца – овес, пшеница, картофель, корнеплоды, кукуруза, капуста, бобовые, подсолнечник, плодово-ягодные, цитрусовые и целый ряд овощных культур.

- Недостаток меди в большей степени отражается на клевере, овсе бобовых, злаковых, корнеплодах, кормовых и овощных культурах. Дефицит этого элемента обусловливает замедление роста, хлороз, потерю тургора и увядание, задержку цветения и гибель растений.

У злаковых недостаток меди вызывает усиление кущения и бледно-зеленую окраску, а при сильном дефиците меди – побеление кончиков листьев («белая чума» или «болезнь обработки»), колос не развивается. У плодовых при отсутствии меди развивается суховершинность.

- Признаки недостатка молибдена у бобовых растений очень схожи с признаками азотного голодания. При сильном дефиците молибдена резко тормозится рост растений, они имеют бледно-зеленую окраску, происходит деформация и отмирание листьев. У бобовых плохо развиваются или вообще не образуется на корнях клубеньки. Недостаток этого элемента особенно ярко проявляется на капусте, томатах, бобовых, цитрусовых и зеленых культурах.

- К недостатку цинка очень чувствительны плодовые культуры, кукуруза, соя, фасоль, гречиха, корнеплоды, хмель, картофель, клевер. Дефицит этого элемента вызывает мелколиственность и розеточность у яблони, персика, айвы, вишни.

При визуальной диагностике оценивают высоту и массу растений, их соответствие фазе развития, окраску листьев по ярусам и внутри ярусов, длину междоузлий, упругость стебля, выполненность побега и др. По результатам оценки составляют заключение, указывающее на отклонение от нормы, и разрабатывают рекомендации по изменению технологии выращивания культур. Однако исправить несбалансированное питание можно лишь частично, поскольку появление внешних признаков недостатка какого-то элемента питания говорит о том, что в метаболизме растений произошли достаточно глубокие изменения, последствия которых уже изменить невозможно.

В целях своевременного обнаружения недостатка элементов минерального питания применяют методы химической диагностики, инъекции или опрыскивания.

Для ликвидации недостатка элемента питания применяют 0,5%-ные растворы солей калия и кальция, 0,1%-ный растворы мочевины, монофосфата натрия, сернокислого магния, 0,02-0,01-ные растворы солей микроэлементов.

Концентрация NРК в тканях растений по интенсивности цветных растений можно установить также с помощью переносной экспресс лабораторий, полевой сумки К.П. Магницкого.

Для диагностики азотного питания озимых зерновых культур применяют индикаторную бумагу «Индам». Диагностику проводят в фазу кущения, выхода в трубку, колошения и цветения. Анализируют определенную часть стебля: в фазу кущения – узел кущения, выхода в трубку – второй стеблевой узел, колошения и цветения – последний перед колосом стеблевой узел (таблица 2).

Таблица 2

Оценочная шкала, уровень обеспеченности и дозы азота

Окраска индикатора	Балл	Уровень обеспе-ченности азотом	Средний балл	Дозы N, кг/га д.в.
				фаза кущения - трубкования	фаза колошения - цветения
Белая, бело-розовая Розовая Розовая интенсивная малиновая	1 2 3	Низкий Средний Высокий	до 1,8 1,9-2,5 2,6 и более	60-80 30-40 -	неэффект. 40-50 0-30

Следует иметь в виду, что метод определения обеспеченности растений элементами питания на срезах тканей наименее точен, чем в вытяжке из растений или в листьях.

Химический состав проанализированных растений сравнивают со справочными таблицами и определяют их обеспеченность питательными элементами с учетом состояния, роста и развития этих растений в данную фазу.

Для проведения диагностического контроля питания растений образцы их отбирают с типичных для каждой культуры фенофазы с целью получения результатов, сопоставимых с имеющимися в справочниках.

Этот метод наиболее эффективен при раннем обнаружении недостатков в питании растений. Однако всегда очень важно учитывать специфику потребности в питательных элементах различных с.-х. культур по периодам вегетации.

При работе с проростками, рассадой и молодыми растениями обеспеченность минеральными элементами устанавливают на основании анализ всей надземной части.

У взрослых растений для определения нитратов берут нижнюю часть стебля и черешки нижних листьев, при вычислении суммарного выноса питательных веществ анализируют все органы растений.

У взрослых растений в первую очередь исследуют индикаторные органы, химический состав которых подвержен наибольшим изменениям в зависимости от условий питания. Параллельно проводят анализ корней и устанавливают соотношение содержания элементов минерального питания в листьях и корнях.

Для проведения химических анализов растений применяют общепринятые методики.

Данные о содержании в растениях неорганических форм питательных элементов, полученные экспресс-методами тканевой диагностики, оценивают методом сравнения окрашенных пятен со шкалой. Пересчет баллов в мг/кг сырого вещества осуществляется по справочным таблицам.

Результаты определения содержания неорганических форм и общено количества химических элементов сопоставляют с уровнями – градациями их содержания. Заключение об обеспеченности растений элементами питания делают на основе определения относительного содержания элементов минерального питания, а также общего их накопления листьями или всем растением путем сравнения со справочными уровнями – градациями. Полученные цифры сопоставляют с результатами почвенных анализов и аналитическими данными урожая.

Рассчитывают и соотношение между минеральными элементами с целью установления степени сбалансированности питания по различным химическим элементам. Полученные соотношения сопоставляют со значениями, характеризующими высокий урожай той или иной культуры.

Принятую в производстве дозу удобрений на планируемый урожай уточняют согласно данным растительной диагностики:

Д – уточненная доза удобрений, кг/га д.в.;

Н – средняя доза, применяемая в хозяйстве, кг/га;

С_опт – оптимальное содержание питательного вещества в растениях, % сухого вещества;

С_факт – фактическое содержание питательного вещества в растениях, % сухого вещества;

- степень потребности растений в данном элементе.

В случае несбалансированности соотношения между элементами в растении доза одного из них может быть уточнена относительно содержания другого элемента.

Например, при недостатке азота и избытке фосфора уточненная доза азота (Д_N) составит:

,

где дозу фосфора (Др) по отношению к калию можно уточнить по формуле:

В последние годы все больший интерес вызывает разработанный в США интегрированная система диагноза и рекомендаций (ДRIS), в основу которой положен вероятностный подход, основанный на том, что сбалансированность элементов в растении реализуется закономерным характером их соотношений в тканях и органах. При этом допускается, что соотношение количеств элементов питания имеет большую диагностическую информативность, лучше отражает обеспеченность растений элементами с учетом их взаимосвязей.

В нашей стране первые опыты с использованием интегрированной диагностической системы, получившей название ИСОД – интегрированная система оперативной диагностики, были проведены в почвенном институте им. В.В. Докучаева.

ИСОД – это комплекс методов, используемых для диагностики потребности в удобрениях, прогнозирования продуктивности растений и разработки моделей высокоплодородных почв. Степень влияния каждого фактора на показатели продуктивности по этой системе выражают в единицах индексах. Базовая основа расчета индекса – оптимальный уровень исследуемого фактора.

Постановка диагноза сводится к следующему: фактические соотношения количества элементов питания (N:Р, N:К, Р:К, N:Са, N:Мg и т. д.) в листьях сравнивают с нормативами, которые принимают постоянными для разных типов почв. Сравнения проводят по специально разработанным формулам сбалансированности элементов. Индекс показывает степень отклонения исследуемого фактора от зоны оптимума. Величина и знак индексов указывает на степень дефицитности элемента.
Функциональная диагностика

До настоящего времени большинство исследователей в своих работах опираются на изучение лишь химического состава, в лучшем случае соотношения элементов в растении или питательной среде.

В то же время известно, что поглощение различных элементов питания не всегда является показателем их необходимости растениям. Это основной факт, ограничивающий возможность применения химических методов диагностики по общему химическому составу и содержанию неорганических форм различных элементов. Кроме того, недостаток или избыток одних элементов может нарушить усвоение растениями других элементов питания. Например, дефицит фосфора приводит к накоплению нитратного азота, а дефицит бора – к его недостатку (нитратного азота).

В настоящее время назрела необходимость в разработке методов функциональной диагностики, позволяющих оценить не содержание того или иного элемента, а потребность растений в нем.

Обеспеченность элементами питания можно установить, контролируя интенсивность физиолого-биохимических процессов. Например, уровень обеспеченности растений азотом и потребность в нем определяют по способности тканей по восстановлению нитратов в нитриты, то есть по активности фермента нитрат редуктазы. Метод определения фотохимической активности хлоропластов основан на измерении фотохимической активности суспензии хлоропластов по сравнению с контролем без добавления элемента) делается заключение о необходимости элемента, при снижении – об избытке, а при активности одинаковой с контролем – о его оптимальной концентрации в питательной среде.

Функциональная диагностика в интенсивном земледелии позволяет достаточно оперативно оценить взаимодействие всех элементов и дать рекомендации по изменению технологии выращивания сельскохозяйственных культур.

2. Вопросы по предыдущей лекции:

1. Какие существуют методы диагностики питания растений

2. Какие химические анализы используются при почвенной диагностике

3. Что входит в понятие визуальная диагностика

4. Каковы внешние признаки недостаточности отдельных элементов питания

Система удобрения в севооборотах хозяйства – это организационно-хозяйственный, агрохимический и агротехнический комплекс мероприятий, направленных на выполнение научно-обоснованных планов применения удобрений, в котором предусматриваются виды, нормы, сроки и способы внесения удобрений под сельскохозяйственные культуры. Он составляется с учетом биологических особенностей культур, величины планируемого урожая, почвенно-климатических условий, последействий ранее внесенных удобрений, особенностей каждого поля, баланса питательных веществ за севооборот, влияния удобрений на качество урожая и повышение плодородия почв. Обязательным условием системы удобрения является ее экономическая эффективность.

Система применения удобрений включает следующие основные задачи:

1. 
   Увеличение урожайности с.-х. культур и получения продукции высокого качества.
   
2. 
   Повышение и постепенное выравнивание плодородия полей, а в некоторых случаях сохранение существующего плодородия.
   
3. 
   Эффективное использование удобрений, повышение темпов интенсификации земледелия и охрана окружающей среды.
   

В отношении азота и особенно фосфора почти у всех с.-.х. культур критическим периодом являются первые 10-15 дней после появления всходов. Недостаток их в этот период не может быть возмещен в последующем даже обильном снабжении N и Р.

Резкий недостаток калия в начальные фазы развития растений также значительно снижает урожай. Однако последующее внесение калийных удобрений позволяет довольно существенно исправить положение.

Максимальным в питании растений называется период, когда среднесуточное потребление элементов питания достигает своего максимума. В большинстве случаев этот период совпадает с периодом максимального накопления сухой массы.

У ряда растений в период питания значительно короче периода вегетации (большинство злаковых, конопля, лен и др.). У других же он растянут и почти совпадает с периодом вегетации (корнеплоды, картофель, капуста и др.).

Питание растений с учетом их биологических особенностей можно регулировать по периодам роста, что позволяет формировать величину и качество урожая. Периодичность питания растений служит теоретическим обоснованием удобного внесения удобрений.

Правильная система питания растений в полевых условиях состоит из сочетания основного удобрения (под основную обработку большей части нормы), припосевного (небольших доз в рядках при посеве) и подкормок вегетирующих растений.

Таблица 1

Примерный вынос N, Р₂О₅ и К₂О на единицу урожая (10 ц/га) некоторых культур, кг

Культуры	Основная продукция	Вынос основной и побочной продукции с 10 ц урожая			Соотношение N:Р2О5:К2О
		N	Р2О5	К2О
Озимая пшеница Кукуруза Подсолнечник Картофель Сахарная свекла Капуста Морковь Свекла столовая Томаты Огурцы Плодовые Виноград Чайный куст	зерно зерно зерно клубни корни кочан корни корни плоды плоды плоды плоды листья сух.	35 34 60 6,0 5,9 3,4 3,2 1,7 3,2 2,8 5,0 1,7 50	12 12 26 2,0 1,8 1,3 1,2 1,5 1,1 1,4 3,0 1,4 7	26 37 180 9,0 7,5 4,4 5,0 4,3 4,0 4,4 6,0 5,0 23	3,0:1,0:2,2 2,8:1,0:3,0 2,3:1,0:7,0 3,0:1,0:4,5 3,3:1,0:4,2 2,6:1,0:3,4 2,7:1,0:4,2 1,8:1,0:2,9 2,9:1,0:3,6 2,0:1,0:3,1 1,7:1,0:2,0 1,2:1,0:3,6 7,2:1,0:2,3

Если растения обеспечены питательными веществами, но испытывает неблагоприятное влияние со стороны какого-либо фактора внешней среды, то вынос питательных веществ на единицу урожая основной продукции повышается. И, наоборот, благоприятное сочетание всех факторов роста и развития способствует более экономному расходованию питательных веществ на создание урожая.

Коэффициенты использование питательных элементов из почвы и удобрений показывают долю его потребления по отношению к общему содержанию подвижных форм этих элементов в пахотном слое 1 га или 100 кг действующего вещества удобрения.

Коэффициенты использования питательных элементов из почв и удобрений меняются не только в зависимости от биологических особенностей с.-х. культур, но и в зависимости от почвенно-климатических условий, агротехники и др. Чем выше содержание питательных элементов в почве, тем ниже коэффициенты их использования. Они повышаются при орошении и гипсовании почв, снижаются при орошении и гипсовании почв, снижаются в засушливых условиях без орошения.

Существуют средние коэффициенты усвоения питательных элементов из почвы, органических и минеральных удобрений.

Из подвижных форм питательных элементов почвы растения используют: N – 20%, Р₂О₅ – 10% и К₂О – 20%.

Из органических удобрений в первый год: азот 25, фосфор 40, калий 60%.

Из минеральных удобрений: азот 60%, фосфор 20 и калий 70%.

Влияние корневых и пожнивных остатков с.-х. культур на пищевой режим почвы.

Выше было показано, что значительная часть биомассы растений остается в почве, в том числе корни, опавшие листья и остатки скошенной массы – стерня. В них содержатся органическое вещество и питательные элементы, поэтому почва ими обогащается. Наиболее сильное последействие оказывают корневые и пожнивные остатки бобовых культур. В них наиболее узкое соотношение между углеродом и азотом, близкое к хорошему навозу, поэтому и коэффициенты использования питательных элементов такие же, что и навоза.

В пожнивно-корневых остатках зернобобовых культур содержатся примерно 50% азота хозяйственного выноса, а многолетних бобовых трав примерно столько же или в 1,5 раза больше.

Принято считать, что многолетние бобовые и бобово-злаковые травы оставляют на 1 т сена в виде пожнивных и корневых остатков 10-15 кг азота. Поэтому если урожай сена за 2 года составит 8 т/га, то в почве на 1 га останется примерно 120 кг азота.

Вопрос 2. Влияние различных факторов на эффективность органических и минеральных удобрений
Почвенно-климатические условия оказывают решающее влияние на эффективность органических и минеральных удобрений. Наиболее высокий эффект от органических и азотных удобрений наблюдается на дерново-подзолистых почвах и серых лесных почвах. Снижение эффективности этих удобрений происходит с Северо-запада на Юго-восток. Поэтому на обыкновенных и южных черноземах, каштановых почвах и сероземах их эффективность сильно снижается. То есть, чем выше влагообеспеченность растений, тем выше влагообеспеченность растений, тем выше и эффективность органических и азотных удобрений.

Наибольшее влияние фосфорных удобрений на урожай характерно на тех почвах, которые очень мало содержат подвижного фосфора - типичные, обыкновенные и южные черноземы, каштановые почвы и сероземы.

Действие калийных удобрений наиболее сильно проявляется на легких по механическому составу почвах (песчаных и супесчаных) – это дерново-подзолистые почвы, торфяно-болотные, пойменные.

При высокой агротехнике органические и минеральные удобрения дают значительно больший прирост урожая. То же самое наблюдается с применением орошения.

При использовании удобрений необходимо учитывать погодные условия текущего года и предшествующего. При недостаточном количестве осенних атмосферных осадков снижается эффективность азотных удобрений в следующем году и повышается роль фосфорных. Если же осенью выпадает много осадков, то в следующем году возрастает эффективность азотных удобрений.

В условиях избыточного увлажнения растениям особенно необходим калий, а при кратковременных весенних похолоданиях – фосфор. Удобрения на 10-20% снижают расход воды на образование единицы урожая и сглаживают пагубное действие засухи. В свою очередь, орошение или обеспеченность влагой способствует более эффективному использованию удобрений.

В засушливых районах чаще всего ограничиваются внесением только одного рядкового удобрения Р10-20.

Низкие температуры в начале роста растений оказывают наибольшее отрицательное действие на азотное и фосфорное питание растений. Чрезмерно высокая температура также снижает поступление питательных элементов в растения.

Большое влияние на эффективность удобрений оказывает и микробиологическая деятельность в почве.

При систематическом внесении удобрений дольно быстро изменяются кислотность почвы, сумма поглощенных оснований, степень насыщенности основаниями, содержание подвижных калия и фосфора и очень медленно – содержание гумуса и емкость поглощения, изменение которых зависит в основном от органических удобрений.

При орошении важно соблюдать поливной режим, в этом случае эффективность удобрений возрастает в 1,5-2,0 раза. Особенно возрастает при этом эффективность удобрений.

В севообороте эффективность удобрений значительно выше по сравниванию с монокультурой за счет более полного использования питательных веществ почвы и удобрений разными культурами и его фитосанитарной роли.

Кроме того, эффективность минеральных удобрений повышают известкование кислых почв и гипсование солонцовых.

Сочетание навоза с минеральными удобрениями в большинстве случаев по своей эффективности несколько превосходи эквивалентное количество одного навоза или отдельно применяемых минеральных удобрений. Этот дополнительный эффект достигается усилением микробиологической деятельности почвы вследствие обогащения ее микроорганизмами навоза и поступления легкодоступных микроорганизмом минеральных питательных веществ в виде минеральных удобрений.

Следует помнить, что совместное внесение навоза и минеральных удобрений наиболее желательно при возделывании культур, которые не выносят повышенной концентрации почвенного раствора, но требуют значительного количества питательных веществ в течение всей вегетации для формирования урожая (огурец, лук, кукуруза и др.).

Навоз лучше вносить под пропашные культуры. Междурядная обработка усиливает минерализацию органического вещества, и растения полнее использует элементы питания навоза особенно культуры длительного вегетационного периода.

Правильное сочетание органических и минеральных удобрений с севообороте в значительной мере повышает его продуктивность, что очень высоко ценится у работников сельского хозяйства.

Вопрос 4. Приемы, формы, сроки, способы и техника внесения удобрений
Различают три приема внесения удобрений: основное удобрение (особенно под вспашку или весной под предпосевную обработке); рядковое (в рядки при посеве) и подкормки (после посева по всходам).

Сроки внесения могут быть: осенью, весной, летом и так далее; а способ внесения: сплошной (разбросной), местный (гнездовой, очаговый, рядковый), локально-ленточный, в запас, механизированный, наземный, с воздуха и др.

Способ заделки – под плуг, культиватор, дисковую борону и др.

Техника для внесения удобрений – это машины для внесения основного, припосевного удобрения и подкормок.

Норма удобрения – это общее количество удобрений, которое нужно внести под с.-х. культуру за весь период вегетации, а доза – это количество удобрений, которое нужно внести за один прием.

Удобрения следует вносить в почву так, чтобы они в наибольшей степени были доступны для растений в течении вегетационного периода, находились в зоне развития корневой системы, способствовали ее росту, минимально фиксировались почвой и мало вымывались из почвы. Для легких почв глубина заделки должна быть большей, чем для тяжелых.

При поверхностном внесении твердых аммонийных и амидных удобрений возможны потери аммиака, которые возрастают с увеличением рН, нормы удобрений и влажности почвы. Например, если при поверхностном внесении аммиачной селитры или сульфата аммония потери азота не превышают 1-3%, то при применении высоких доз мочевины могут достигать 20-30%.

Большие потери могут наблюдаться при внесении нитратных азотных удобрений, если вносить их осенью или рано весной, поэтому при применении нитратных удобрений необходимо максимально сокращать время между внесением удобрения и началом вегетации растений.

Фосфорные удобрения сосредотачиваются в месте их внесения и очень слабо мигрируют по профилю почвы даже в легких почвах. Поэтому вероятность вымывания или миграции в атмосферу фосфора маловероятна.

Калий почвой поглощается в основном обменно и хорошо удерживается связной почвой. Некоторое вымывание его возможно на легких песчаных и супесчаных почвах.

При колебаниях влажности почвы фиксация калия удобрений существенно увеличивается, а фосфора – не изменяется. Гранулированные формы удобрений обеспечивают меньшее соприкосновение удобрений с почвой по сравнению с порошковидными, что снижает степень фиксации питательных элементов.

В зависимости от механического состава почвы, ее водного режима и норм вносимых удобрений может ежегодно вымываться с 1 га 1-30 кг азота; 0,4-60 калия, 8-360 кальция, 3-90 магния, 4-60 серы, до 100 кг хлора и незначительное количество фосфора.

Водная эрозия ежегодно может уносить большое количество почвы (до 10 т/га и более). С поверхностным стоком с каждого гектара ежегодно теряется до 40 кг/га азота, до 50 фосфора, 3-1600 калия, 7-50 кальция, до 230 магния, 1,5-29 серы и до 1450 кг/га органического вещества.

Однако научно-обоснованная система удобрения в сочетании с передовыми приемами агротехники и прогрессивными формами организации труда позволяет получать высокую урожайность с.-х. культур надлежащего качества и повышать плодородие почвы без какой-либо серьезной опасности загрязнения окружающей среды. При этом несоизмерима та огромная польза, которую удобрения окажут человечеству в решении продовольственной задачи.

Глубокая заделка удобрений достигается плугом с предплужником, затем плугом без предплужника и тяжелой дисковой бороной. При одинаковой глубине обработки почвы культиватор с пружинными лапами лучше заделывает удобрения, чем культиватор с универсальными стрельчатыми лапами. При глубине рыхления 10 см в верхнем пересыхающем слое почвы (0-5 см) остается около 80% удобрений, что особенно нежелательно для фосфорных и калийных удобрений.

Выбор оптимальных сроков внесения основного удобрения зависит от механического состава почвы, условиями увлажнения и свойствами самих почв. Азотные удобрения во избежание потерь необходимо вносить весной под предпосевную обработку почвы, фосфорные на всех видах почв – под основную вспашку осенью, калийные – на тяжелых почвах под вспашку с фосфорными, на легких почвах – весной под перепашку зяби или культивацию.

Запасное внесение фосфорных и калийных удобрений используется при комплексном агрохимическом окультуривании полей (КАХОР).

Припосевное удобрение лучше вносить комбинированными сеялками, когда удобрения размещаются на 1 см глубже или в стороне от семян, чтобы возможное повышение концентрации почвенного раствора отрицательно не сказывалась на развитие молодых проростков.

В качестве припосевного удобрения применяются в основном гранулированный суперфосфат. Добавление к нему азотных и калийных удобрений достоверного повышения урожайности с.-х. культур не дает. Только клубнеплоды (картофель) хорошо отзывается на припосадочное внесение полного минерального удобрения.

При рядковом внесении гранулированного суперфосфата доза фосфора должна быть не более 20 кг/га, а при внесении под картофель – по 20-30 кг/га азота, фосфора и калия.

При хорошей обеспеченности почв фосфором и внесении высоких доз этого элемента под вспашку эффективность припосевного внесения гранулированного суперфосфата снижается или исчезает.

Подкормки или послепосевное внесение удобрений. В большинстве случаев на посевах среднего и тяжелого механического состава, где малая вероятность вымывания питательных веществ, перенесение части даже азотных удобрений из основного удобрения в подкормку сопровождается снижением урожайности сельскохозяйственных культур.

Подкормки оправдывают себя только при следующих обстоятельствах:

1. Подкормка озимых культур и многолетних трав азотными удобрениями;

2. Подкормка азотными и калийными удобрениями пропашных культур, возделываемых на легких почвах при орошении или в зонах повышенного и избыточного увлажнения;

3. При планировании высоких годовых норм минеральных удобрений под культуры, чувствительные к повышенной концентрации солей в почве;

4. Для плодово-ягодных насаждений и долголетних культурных пастбищ;

5. Для многолетних трав в полевых севооборотах, когда всю норму удобрений по каким-то причинам не удалось внести под покровную культуру;

6. Подкормка с.-х. культур, если обнаружилась нехватка какого-либо элемента;

7. При определенных условиях некорневая подкормка озимой пшеницы 20-30% раствором мочевины. Она повышает белковость зерна.

Иногда подкормку применяют как вынужденный прием из-за отсутствия удобрений в допосевное время.

Для подкормки минеральными удобрениями применяются те же машины что и для внесения основного удобрения. Кроме наземной техники, используют с.-х. авиацию.

Вопрос 4. Определение норм минеральных удобрений под с.-х. культуры
Определение норм минеральных удобрений под с.-х. культуры является одной из важнейших и сложных задач агрохимии. Существуют понятия оптимальной рациональной и предельной нормы.

Оптимальная – это норма, которая обеспечивает получение высокого урожая хорошего качества при максимальном чистом доходе с 1 га при условии постепенного повышения или сохранения оптимального уровня плодородия почвы за ротацию севооборота.

Рациональная – норма, которая при сложившихся организационно-хозяйственных условиях производства позволяет получить возможно больший выход продукции хорошего и удовлетворительного качества с 1 га пашни и интенсивно повышать плодородие почвы при обязательном экономическом эффекте от применения удобрений.

Однако существует предел внесения удобрений при определенных почвенно-климатических условиях. В противном случае растениеводство может давать убытки, может ухудшиться качество продукции и возникнуть опасность загрязнения окружающей среды.

Прежде всего необходимо определить урожайность имеющихся сортов с.-х. культур или по сортовому свидетельству, или по формуле:

У – возможная урожайность основной продукции, т/га

W – запас продуктивной влаги в метровом слое почвы весной, мм;

Р – сумма осадков за вегетационный период культуры, мм;

Кв – коэффициент водопотребления данной с.-х. культуры;

Вс – стандартная влажность основной продукции, %

S – сумма частей в соотношении основной продукции и побочной в общем урожае биомассы (например у озимой пшеницы отношение зерна к соломе составляет 1:1,5; а сумма частей при этом 2,5).
Величина возможной урожайности корректируется также в зависимости от плодородия почвы и уровня агротехники. Неправильно считать, что при достаточном количестве удобрений на бедных известкованных почвах можно получать высокие урожаи.

Методы определения норм минеральных удобрений под с.-х. культуры подразделяются на три группы:

1. Первая основана на прямом использовании результатов полевых опытов и агрохимических картограмм;

2. Вторая группа включает расчетные, балансовые или расчетно-балансовые;

3. Третья группа – комплексные, основанные на сочетании первой и второй групп методов.

В первой и особенно во второй группе методов широко используются ЭВМ.

К ним разработаны поправочные коэффициенты, которые меняются в зависимости от обеспеченности почв питательными элементами. Причем, чем выше обеспеченность, тем меньше коэффициент. Например, при низкой обеспеченности каким-либо элементом он может составлять 1,3 а при высокой 0,5.

Использовать все методы или подробно о них говорить нет возможности, поэтому я остановлюсь на одном из них:

Суть метода заключается в том, что определяется урожайность с.-х. культур и через нее вынос питательных элементов с основной и побочной продукцией.

После этого устанавливаются запасы подвижных форм питательных элементов в пахотном слое почвы и через соответствующие коэффициенты (примерно для N – 20%, Р – 10%, К – 20%) определяют те количества NРК, которые будут использованы культурами.

После этого величины выноса NРК с.-х. культурами сопоставляются с теми количествами этих элементов, которые будут использованы растениями из почвенных запасов и определяется дефицит.

Недостающие количества питательных элементов (дефицит) вносятся в виде органических и минеральных удобрений, учитывая коэффициенты использования из них питательных элементов: из навоза используется в год внесения N на 25%, Р на 40% и К на 60%; во второй год N на 40%, Р на 25 и К на 25%. Из минеральных удобрений питательных элементы используются полнее: азот в год внесения не 60-70%, фосфор на 20% и калий на 70%.

Другие методы используются реже, поэтому я оставляю их на самостоятельное изучение студентов.

2. Вопросы по предыдущей лекции:

1. Какие методы диагностики питания растений Вам известны?

2. Каковы основные внешние признаки недостатка питательных элементов

3. Что понимается под критическим и максимальным периодами поступления питательных элементов в растения?

4. Как влияют почвенно-климатические и агротехнические условия на эффективность удобрений?

5. Какие приемы, сроки и способы внесения удобрений Вы знаете?