Примерные структуры моделей посевов основных силосных культур в ЦЧО

8.9.5. Расчет потребности в элементах питания на планируемую урожайность

Получение запланированной урожайности обычно сопряжено с внесением удобрений. При этом необходимо: удовлетворить потребности растений в питании при сохранении плодородия почвы; улучшить качество продукции; не допустить непроизводительных затрат удобрений и обеспечить охрану окружающей среды. Существуют много способов расчета доз удобрений под планируемый урожай. Их можно объединить в 3 группы: нормативные, балансовые, статистические.

Нормативный методрасчета доз удобрений основан наиспользовании затрат удобрений на производство 1 т урожая основной продукции с учетом побочной. Дозы фосфорных и калийных удобрений определяют по формуле: Д = У_п × Н × К,

где Д – доза удобрений (азотных, фосфорных, калийных), кг/га д. в.;

У_п – планируемая урожайность, т/га;

Н – нормативы затрат удобрений (азотных, фосфорных и калийных) на 1 т основной продукции с учетом побочной, кг/т;

К – поправочный коэффициент к дозам удобрений на агрохимические свойства почвы.

Нормативы затрат удобрений определены по каждой зоне на основе данных полевых опытов. Дозы удобрений корректируют с учетом содержания элементов питания в почве: азотных и фосфорных – по содержанию фосфора, калийных – по калию. При среднем содержании фосфора и калия в почве поправочный коэффициент к дозам азотных и фосфорных удобрений равен 1,0, а к калийным – 1,3. При малом содержании элементов питания в почве дозы удобрений увеличивают, а при большом – уменьшают.

Методэлементарного баланса базируется на расчете доз удобрений с учетом выноса элементов питания запланированным урожаем, эффективного плодородия почвы, коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений. Расчет ведут по формуле:

Д = (У_п × В – П × К_п) : К_у,

где Д – доза питательных веществ (NPK) на запланированный урожай, кг/га д.в.; У_п – планируемая урожайность, ц/га; В – вынос питательных веществ (NPK) на 1 ц основной продукции с учетом побочной, кг; П – запасы питательных веществ в почве, кг/га; К_п, К_у – коэффициенты использования питательных веществ соответственно из почвы и удобрений.

При совместном внесении минеральных и органических удобрений формула имеет вид: Д = (У_п×В – П×К_п – Д_н×С_н×К_н) : К_у ,

где Д, У_п, В, П, К_п имеют те же значения, что и в предыдущей формуле; Д_н – доза органических удобрений, т/га; С_н – содержание питательного вещества в органических удобрениях; К_н – коэффициент использования питательного вещества из навоза.

Дозу азотных удобрений в Центральном Черноземье лучше рассчитывать по формуле:

Д = (У_п × В_N – (П_N + 0,2 П_N) × К_п ) : К_у,

где В_N – вынос азота на 1 ц основной продукции с учетом побочной, кг; П_N – запасы минерального азота в метровом (корнеобитаемом) почве, кг/га.

Вынос питательных веществ растениями зависит от культуры, типа почвы, предшественника, метеусловий, доз удобрений и величины урожая. Вынос фосфора и калия на единицу продукции является менее изменчивым, чем вынос азота. При расчете доз удобрений необходимо пользоваться показателями выноса NPK и коэффициентами усвоения питательных веществ из почвы и удобрений, полученных и рассчитанных в конкретных условиях. Коэффициенты использования NPK из почвы и удобрений различны для разных культур. Коэффициенты возрастают в увлажненные и уменьшаются в засушливые годы.

Запасы питательных веществ в почве определяют исходя из содержания NPK в почве, плотности почвы и глубины расположения основной массы корней. При внесении удобрений под предшественник, некоторая часть урожая формируется за счет неиспользованных в первый год удобрений. Ее надо исключить из общей потребности растений в питательных веществах.

Бобовые культуры в результате симбиоза с клубеньковыми бактериями фиксируют атмосферный азот и удовлетворяют свои потребности в нем на 40-80 % (горох – 40-50, соя – 60-75, люпин – 70-80, фасоль – 40-45, вика – 40-50, многолетние бобовые – 70-95 %), что необходимо учитывать при расчете доз азота. Следует также учитывать поступление азота с атмосферными осадками (5-8 кг/га), фиксации свободноживущими организмами (3-5 кг/га) и за счет минерализации гумуса (20-25 кг/га). Потери за счет вымывания за год на эродированных почвах составляют: азота – 15-20 кг/га, фосфора – 3-5 и калия – 5-15 кг/га. Газообразные потери азота из минеральных удобрений достигают до 20 %, из органических удобрений – 10 и из почвы – 10 %.

Статистические (эмпирические) методы определения норм удобрений под планируемый урожай основываются на многолетних экспериментальных данных. На основе обобщения результатов полевых опытов устанавливают средние нормы удобрений полевых культур на основных типах почв зоны. В зависимости от содержания питательных веществ в почве рекомендованные дозы удобрений корректируют по формуле:

Н_о = Н_р × К,

где Н_о – оптимальная доза, кг/га д.в.; Н_р – рекомендованная доза, кг/га д.в.; К – поправочный коэффициент к рекомендованной дозе.

Поправочный коэффициент (К) зависит от содержания доступных питательных веществ в почве. В зависимости от класса обеспеченности почвы подвижными формами фосфора и калия, он колеблется по азоту от 0,7 до 1,2, по фосфору – от 0,2 до 1,5 и по калию – от 0,5 до 1,7.

Дозы фосфора и калия для увеличения содержания их в почве рассчитывают по формуле:

Д_п = 0,1 × (С₁ – С₂) × Н,

где С₁ – планируемое содержание фосфора и калия в почве, мг/кг; С₂ – фактическое содержание фосфора и калия в почве, мг/кг; Н – норма питательных веществ, необходимых для увеличения их содержания на 10 мг/кг почвы.

Дозу удобрений на прибавку урожая определяют исходя из выноса питательных веществ прибавкой урожая и коэффициентов усвоения питательных веществ из удобрений по формуле:

Д_пр = У_пр × В : К_у ,

где Д_пр – доза удобрений на прибавку урожая, кг/га д.в; У_пр – прибавка урожайности, ц/га; К_у – коэффициент усвоения элементов питания из удобрений; В – вынос питательных веществ на 1ц основной продукции с учетом побочной, кг.

Подробнее приведем наиболее простой и перспективный, балансовый метод расчета доз удобренний на планируемую урожайность, основанный на применении дифференцированных по плодородию почв балансовых коэффициентов использования удобрений. Расчеты осуществляются по следующей формуле:

Д= В_у – О ∙ К₁

К₂

где Д – доза N, P₂O₅ или К₂О, кг/га; В_у – хозяйственный вынос соответствующего элемента с планируемым урожаем, кг/га д.в.; О – количество соответствующего элемента в органическом удобрении, кг/га д.в.; К₁ - балансовый коэффициент использования соответствующего элемента органического удобрения культурой и (или) ее предшественником, дифференцированный в зависимости от класса (группы) почвы и года действия, в долях единицы (см. таблица 8.82.); К₂ – балансовый коэффициент использования соответствующих минеральных удобрений, дифференцированный по классу (группе) почвы в сумме за ротацию, так как при распределении его действия по годам в сумме за ротацию получают практически те же результаты в долях от единицы (таблица 8.81).

Использование этого метода позволяет сбалансированно и полностью обеспечить культуры необходимым количеством питательных элементов для получения запланированных уровней урожайности и одновременно оптимизировать по отношению к возделываемым культурам обеспеченность почвы подвижными формами питательных элементов без дополнительных расчетов ожидаемого баланса питательных элементов.

Все другие балансово-расчетные методы и модификации определения оптимальных доз удобрений для получения планируемых уровней урожаев культур в любых почвенно-климатических условиях также могут быть использованы, но с обязательной последующей проверкой системы удобрения по ожидаемому балансу питательных элементов, так как без такой проверки не известно, что может произойти с обеспеченностью почв питательными элементами и, следовательно, с экологической ситуацией в целом на этой территории.

Применение балансовых коэффициентов позволяет определять оптимальные дозы и соотношения удобрений под отдельными культурами в севооборотах и любых чередованиях их с одновременным контролем и управлением изменений обеспеченности почв питательными элементами в желаемом направлении. Исчезает необходимость дополнительных расчетов балансов элементов (в полях, севооборотах, хозяйстве и т.д.), т.к. желаемый баланс закладывается в балансовых коэффициентах.