Задачи и принципы проектирования систем удобрения

Задача решается в двух направлениях:

- регулирование круговорота веществ в агроландшафтах, оптимизация элементов земледелия системно зависимых от применения удобрений;

- управление продукционным процессом сельскохозяйственных культур в агроценозах.

Вторая часть задачи выполняется при проектировании агротехнологий, первая – при формировании АЛСЗ в рамках проекта внутрихозяйственного землеустройства. В идеале такое проектирование должно осуществляться на основе моделей земледелия при различных уровнях обеспеченности агрохимическими ресурсами, которые разрабатываются зональными НИИ по результатам многофакторных полевых экспериментов. При отсутствии целевых экспериментальных исследований обобщаются данные различных научных и производственных опытов, материалы хозяйственной деятельности, эстраполируется опыт смежных областей, на основе чего разрабатываются алгоритмы, устанавливающие характер изменения структуры пашни, севооборотов, доли чистого пара, многолетних трав, системы обработки почвы, сроков посева и норм высева в зависимости от обеспеченности агрохимическими ресурсами.

В проектах АЛСЗ осуществляется ландшафтный подход к распределению и использованию удобрений с учетом рельефа (в особенности склонов различной крутизны, формы, длины, экспозиции), структуры почвенного покрова, смытости почв. Актуальна задача разработки соответствующих нормативов видов, доз, форм, сроков и способов) применения удобрений с учетом различных характеристик ландшафтов и особенно условий геохимического стока и аккумуляции биогенных элементов.

При формировании систем удобрения в первую очередь решаются задачи, связанные с осуществлением почвозащитных мероприятий. В числе таковых применение различных способов противоэрозионной обработки почвы, включая оставление на поверхности пожнивных остатков, введение промежуточных посевов, в том числе и сидератов. При оставлении соломы в целях усиления защиты почвы от эрозии дефицит азота под возделываемыми на таких участках культурами, как правило, еще более возрастает, что требует повышения доз азотных удобрений.

Сокращение чистых паров в эрозионных ландшафтах лесостепи также затруднительно без дополнительных затрат удобрений и пестицидов. Определенный уровень химизации необходим и для поддержания противодефляционной системы земледелия в степной зоне, особенно при минимизации обработки почвы.

Следует, однако, определить экономически и экологически целесообразные уровни интенсификации использования эрозионных ландшафтов различной сложности, отдавая приоритет более интенсивному использованию лучших земель. Применение интенсивных и высокоинтенсивных технологий возделывания зерновых и особенно технических культур на плакорных землях позволяет вывести из активного оборота эродирующие и другие неблагоприятные земли. Этот путь целесообразен как в экономическом, так и в экологическом отношении. Наращивание продуктивности эрозионных земель чрезвычайно затратно, поскольку требует мелиоративных мер по регулированию стока. При этом полностью не устраняется риск проявления эрозии и усиливается опасность загрязнения аккумулятивных ландшафтов антропогенными компонентами геохимического стока.

Особое место в системе удобрений принадлежит органическим удобрениям, поскольку с их применением связано не только регулирование круговорота биогенных элементов и питания растений, но и оптимизация режима органического вещества почв. При этом важно ориентироваться не на схоластические расчеты баланса гумуса, а на поддержание в почве такого количества лабильного органического вещества, которое обеспечивает благоприятное структурное состояние почвы и оптимальную биологическую активность. Для этого следует руководствоваться региональными моделями режима органического вещества в севооборотах под различными культурами с учетом поступления его с растительными остатками, использования соломы, пожнивных посевов, сидеральных культур, навоза. Применение последнего следует планировать, используя модель круговорота органического вещества и биогенных элементов в системе: луг – ферма – поле.

Чрезвычайно важно пополнение органического вещества в зерно-паро-пропашных севооборотах при высокой доле пропашных культур. Под интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур на плакорных землях в таких севооборотах обязательно применение навоза или других органических удобрений.

Весьма важное значение в системе удобрения принадлежит и химическим мелиорантам, так как при квалифицированном применении их достигается оптимальный уровень реакции и степени насыщенности почв основаниями, симбиотической и несимбиотической фиксации азота и общей биологической активности большинства населяющих почву полезных микроорганизмов, беспозвоночных, насекомых, животных и растений, улучшается водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы почв. Применение мелиорантов необходимо не только на кислых и щелочных почвах, оно необходимо и на нейтральных и близких к таковым малобуферных и малоемких почвах, особенно при интенсивных технологиях возделывания культур при возрастании насыщенности посевов минеральными удобрениями, вызывающими значительное подкисление почв.

Наконец, невозможно переоценить в системе удобрений роль оптимальных доз и сочетаний различных видов и форм мелиорантов, органических и минеральных макро- и микроудобрений, а также сроков и способов их применения под каждой культурой принятого чередования в севообороте в конкретных природно-экономических условиях.

Принципиальные подходы к системе удобрения каждого севооборота и внесевооборотного участка имеют ряд общих обязательных требований:

- опредеделение возможных уровней продуктивности сельскохозяйственных культур с учетом погодных, почвенно-агрохимических, организационно-экономических условий хозяйствования;

- наличие результатов почвенно-агрохимического обследования всех полей и участков (карты, картограммы, паспорта полей) для обоснования необходимости и очередности устранения лимитирующих факторов для достижения определенных уровней продуктивности возделываемых культур;

- определение возможностей накопления органических удобрений (навоз, компост, сидераты, промежуточные посевы, солома и т. д.), распределение их по имеющимся севооборотам и внесевооборотным участкам с учетом расположения, материально-технического обеспечения и структуры посевных площадей;

- обоснование оптимальных доз и мест внесения в принятом чередовании культур уточненных объемов и видов органических удобрений;

- определение нуждаемости и обоснование оптимальных доз, видов и мест внесения в принятом чередовании культур химических мелиорантов.

Важным критерием обоснованности системы удобрения севооборота наряду с агрономической и экономической эффективностью является баланс питательных элементов, количественные показатели которого обеспечивают прогноз возможных изменений обеспеченности почв питательными (и сопутствующими) элементами и, следовательно, экологической ситуации. Требования к балансу питательных элементов в каждом севообороте (агроландшафте) должны быть дифференцированы в зависимости от уровня продуктивности культур, почвенно-климатических условий и желаемого изменения регулируемых показателей плодородия почв.

Баланс азота в каждом агроландшафте теоретически должен быть нулевым (уравновешенным), хотя практически достичь этого чрезвычайно трудно, так как процессы азотфиксации, аммонификации, нитрификации, денитрификации и подвижность нитратов в почвах протекает неоднозначно в зависимости от множества факторов природного и антропогенного характера.

Баланс фосфора должен быть нулевым, если обеспеченность почвы его подвижными формами оптимально соответствует биологическим требованиям возделываемых культур. На более бедных почвах баланс фосфора может быть в разной степени положительным, а на более богатых – в разной степени отрицательным.

Баланс калия должен быть таким же как и фосфора, но с учетом известных факторов резкой мобилизации почвенных запасов калия при внесении удобрений и мелиорантов, нулевым он может быть уже тогда, когда обеспеченность почвы обменными формами калия на 1 класс ниже оптимальных требований культур к обеспеченности этим элементом.

Баланс кальция (а не редко и магния) поддерживается в оптимальном состоянии в каждом агроландшафте при квалифицированном применении в каждом агроландшафте соответствующих химических мелиорантов.

Баланс микроэлементов в каждом конкретном случае поддерживается в оптимальном состоянии при квалифицированном применении соответствующих микроэлементов с учетом потребностей в них возделываемых культур, обеспеченности ими почв и планируемых уровней продуктивности культур.

Определение оптимальных доз минеральных удобрений осуществляют с помощью различных методов, изложенных в учебниках (245) и рекомендациях.

Система удобрения ежегодно корректируется в годовых планах применения удобрений и мелиорантов с указанием доз, форм, сроков и способов их внесения под каждую культуру с учетом различий в плодородии отдельных полей и участков, фактического размещения культур по полям, погодных условий прошедшего года (через фактические урожаи предшественников), организационно-хозяйственных условий и конъюнктуры рынка.

8.4.2. Применение органических удобрений

Использование органических удобрений в хозяйствах осуществляется на основе системы применения удобрений в севообороте, которая включает: определение потребности в удобрениях, выход навоза, место внесения удобрений в севообороте, дозы, сроки и способы их внесения.

Выход навоза в хозяйстве зависит от вида и технологии содержания животных, обеспеченности кормами, количества подстилки, способа навозоудаления, продолжительности стойлового периода.

Расчет выхода навоза на ферме проводится по формулам:

в стойловый период М_НС = n(М_Э ^. К_К + М_П) ^. Т_С ^. 0,85

в пастбищный период М_НП = n(М_Э ^. К_К + М_П) ^. Т_П ^. К_П ^. 0,75,

где: n – поголовье животных, гол.; М_Э - норма выхода экскрементов от животного, кг/сут.; К_К - поправочный коэффициент на обеспеченность кормами; М_П - масса подстилки, кг на одну голову в сутки; Т_С - продолжительность стойлового периода, дней, Тп - продолжительность пастбищного периода, дней; 0,85; 0,75 – поправочные коэффициенты, учитывающие естественную убыль навоза в стойловый и пастбищный периоды; К_П - поправочный коэффициент, учитывающий время нахождения животных в стойлах или выгульных дворах в летний период (0,85 – при кормлении животных на выгульно-кормовых дворах, 0,5 – при размещении животных в стойлах, 0,33 – в летних лагерях).

Суточный выход экскрементов от 1 головы животных определяется в соответствии с Нормами технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета НТП 17-99 (табл. 8.5, 8.6.).

Указанные нормы выхода экскрементов обеспечиваются при условии полнорационного и сбалансированного кормления животных.

Если обеспеченность кормами ниже нормативной, рекомендуется применять поправочные коэффициенты к выходу экскрементов (табл. 8.7).

Выход навоза от 1 овцы или козы составляет при продолжительности стойлового периода 220-240 дней – 1 т, 200-220 дней – 0,9 т, 180-200 дней – 0,7 т, менее 180 дней – 0,5 т; от одной лошади, соответственно, 7,5 т, 6 т, 5,0 т и менее 5 т.