Система удобрений культур в севообороте — это план размещения удобрений между культурами севооборота с установлением их видов, форм и наиболее эффективных доз под каждую культуру, составляемый на одну ротацию севооборота.
Учитывая, что в хозяйстве может быть несколько севооборотов, система удобрения составляется для каждого севооборота в тесной увязке с общим планом применения удобрений в хозяйстве, который называется системой удобрения в хозяйстве. Под системой удобрения в хозяйстве понимают комплекс организационно-хозяйственных и агротехнических мероприятий по накоплению и рациональному применению органических и минеральных удобрений с учетом конкретных почвенно-климатических и экономических условий (Петухов М.П., 1985).
Цель системы удобрения: ежегодно обеспечивать максимально возможную агрономическую и экономическую эффективность и экологическую безопасность имеющихся природно-экономических ресурсов (удобрений, мелиорантов, почв, культур, техники и т. д.) каждого хозяйства при любой обеспеченности ими.
Задачи системы удобрения в каждом агроценозе (хозяйстве) решаются при успешной разработке и реализации ее и заключаются в следующем:
1. Повышение продуктивности всех возделываемых культур и улучшение качества получаемой продукции с ростом удобренности посевов до оптимальных уровней;
2. Устранение различий (выравнивание) в плодородии отдельных полей каждого севооборота при любой обеспеченности удобрениями;
3. Повышение плодородия почв всех полей до оптимального уровня при соответствующем росте обеспеченности посевов удобрениями;
4. Повышение оплаты единицы удобрений прибавками урожаев всех возделываемых культур, т. е. рост экономической эффективности применяемых удобрений при любой обеспеченности ими вплоть до максимальной;
5. Получение сертифицируемой продукции всех культур при постоянном контроле за изменением агрохимических показателей плодородия почв;
6. Повышение производительности труда всех работников, организационно-хозяйственной и управленческой деятельности специалистов и руководителей;
7. Постоянное выполнение всевозрастающих требований по охране окружающей среды от загрязнения средствами химизации земледелия.
Степень достижения указанных цели и задач системы удобрения существенно изменяется не только от биологических особенностей (природы) возделываемых культур, но и от почвенно-климатических и агротехнических условий, а также от количества (насыщенности) и качества (видов и форм) применяемых удобрений (и мелиорантов), т. е. от всего сложного комплекса факторов жизни и продуктивности возделываемых культур (Ягодин Б.А., 2004).
О потребности растений в питательных веществах судят по химическому составу и общей массе урожая, включая основную (зерно, клубни, корнеплоды) и побочную (солома, ботва) продукцию.
Одна из главных задач системы удобрения — обеспечение растения питательными элементами на протяжении всего периода его вегетации и особенно когда оно чувствительно к их недостатку и во время наибольшей их потребности.
Свойства почвы. При составлении системы удобрения следует учитывать особенности почвы: ее тип, механический состав, реакцию среды, содержание питательных веществ в почве, окультуренность и водный режим. При распределении удобрения очень важно знать реакцию почвенного раствора, буферность почв, степень насыщенности основаниями и другие агрохимические свойства. На дерново-подзолистых почвах в первом минимуме находится азот, хотя нужен фосфор и калий; на черноземных почвах меньше требуется азота и калия, но больше фосфора. На легких почвах проявляется высокая потребность в калийных удобрениях. На тяжелых почвах удобрения сильнее поглощаются и закрепляются почвой, на легких—хуже, нередко вымываются водой. Кислотность почв необходимо учитывать при выборе форм удобрений. На нейтральных и слабокислых почвах можно использовать любые формы удобрений. На кислых почвах не следует вносить физиологически кислые удобрения, так как они еще больше подкисляют почву. На действие удобрений оказывает влияние степень окультуренности почвы. Чем она выше, тем эффективнее использование удобрений.
Водный режим почвы является одним из решающих факторов урожая. Надо знать не только общее количество выпавших осадков, но и их количество по фазам роста.
Агротехника. Эффективность применяемых удобрений резко меняется в зависимости от уровня агротехники. Только на фоне высокой агротехники, при своевременной и хорошей обработке почвы улучшается водный режим, уменьшается засоренность или совсем исчезают сорняки, хорошо идут микробиологические процессы, в почве накапливается намного больше доступных для питания растений форм азотных и фосфорных соединений, с уменьшением плотности почвы улучшаются рост корневой системы и ее поглощающая способность.
Предшественник. Очень важно учитывать роль предшествующей культуры. Размещение любой культуры по наилучшему предшественнику — одно из условий получения высоких урожаев и высокой эффективности удобрений. Таким образом, дозы удобрений необходимо корректировать для всех культур с учетом предшественника.
Способы внесения удобрения. Различают два способа внесения удобрений в почву: сплошное (разбросное) и местное (гнездовое, рядковая). При сплошном внесении соответствующая доза удобрения рассевается равномерно по всей площади участка, а затем бороной, культиватором, плугом заделывается в почву и перемешивается с ней. При местном внесении характерна локальность размещения удобрений в почве, при этом избегается перемешивание удобрений с почвой.
Тот или иной способ внесения удобрений применяется в зависимости от доз, культуры и времени внесения. В зависимости от времени различают: основное удобрение (до посева), припосевное (во время посева), подкормку (внесение удобрений в период роста растений). Основным удобрение называется потому, что в нем дается основная часть - 2/3 – 3/4 общего количества удобрений – под данную культуру до посева, и оно обеспечивает растение питательными веществами в течение всего вегетационного периода. Припосевное, обеспечение элементами питания молодые растения в первый период их роста. Подкормка – внесение удобрений после посева в различные периоды вегетации растений. Позволяет усилить питание растений в определенные периоды их развития (Петухов М.П., 1985).
2.2. Биологические особенности питания культур севооборота
Капуста ранняя.
4 Химический состав и энергетическая ценность капусты.
| Содержание сухого Вещества, % | Содержание, % на сырое вещество | Содержание витаминов, мг на 100г продукции | Энергетическая ценность 100г продукции, кДж | Доля несъедобной части, % к обшей товарной масти | ||||||
| белок | углеводы (всего) | клетчатка | С | Провитамин А | В1 | В2 | РР | |||
| 11,0 | 1,8 | 5,4 | 0,7 | До52 | Следы | 0,04 | 0,03 | 0,74 |
Вегетационный период от 60 до 140 дней. Корневая система стержневая, уходит в глубь до 0,5м. При кислой реакции среды капуста поражается килой (Тараканова Г.И., 2003).
Для образования 100 ц кочанов при нормальном соотношении товарной и нетоварной частей урожая капуста потребляет в среднем 50 кг азота, 12 кг фосфора и 60 кг калия. Увеличение общего количества сухого вещества происходит в течение всей вегетации до уборки урожая. У ранних сортов наиболее сжаты сроки поглощения питательных элементов. Больше всего питательных веществ капуста потребляет во время формирования кочана, в период интенсивного увеличения кочана 40 дней в растениях накапливается почти 66% азота, 78% фосфора и 72% калия от максимального содержания в урожае (таб.5).
Таблица 5. Динамика поступления питательных элементов в растения капусты (в % от максимального)
| Период роста растения | От начала вегетации | В последующий период | |||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| Рассада (10/VI) | 0,17 | 0,14 | 0,12 | ||||
| Розетка (27/VI) | 3,68 | 2,64 | 3,10 | 3,51 | 2,50 | 2,98 | |
| Формирование кочана (27/VII) | 30,50 | 21,80 | 24,20 | 26,82 | 19,16 | 21,10 | |
| Рыхлый кочан (7/IX) | 96,40 | 100,0 | 96,60 | 65,90 | 78,20 | 72,40 | |
| Хозяйственная спелость (2/Х) | 100,0 | 90,50 | 100,0 | 3,60 | — | 3,40 | |
Капуста хорошо растет на слабокислых почвах, а на кислых хорошо отзывается на известкование. Навоз повышает урожаи белокочанной капусты и ускоряет наступление хозяйственной спелости. Минеральные удобрения повышают урожай не меньше, чем навоз (табл. 6).
Таблица 6. Действие навоза и минеральных удобрений на урожай капусты (в ц с 1 га)
| Урожай без удобрений | Навоз | NPK |
Эффективно совместное внесение навоза и минеральных удобрений: прибавки урожая оказываются большими, чем при раздельном использовании этих удобрений. При внесении навоза под капусту в первую очередь следует добавить азотные удобрения, потому что при внесении одного навоза капуста испытывает недостаток, прежде всего азота. Высокую эффективность при возделывании капусты обеспечивают микроудобрения: борная кислота, сульфат цинка, сульфат марганца-5,5 кг на га, молибдат аммония- 1 кг на га (Гулякин И.В.,1977). Отношение к формам минеральных удобрений:
из азотных удобрений универсальной является калийная селитра, из фосфорных – суперфосфаты, из калийных – сульфат калия.
Овощной горох.
Таблица 7 Химический состав и энергетическая ценность овощного гороха.
| Содержание сухого Вещества, % | Содержание, % на сырое вещество | Содержание витаминов, мг на 100г продукции | Энергетическая ценность 100г продукции, кДж | |||||||
| сахар | крахмал | белок | клетчатка | С | Провитамин А | В1 | В2 | РР | ||
| 18…22 | 4,8…7 | 4,8…5,2 | 0,8…1,7 | 25..38 | 1..1,7 | 0,25 | 0,19 |
Горох значительную часть потребности в азоте могут удовлетворить благодаря фиксации его из атмосферы. Максимум накопления азота и калия достигается к концу цветения, а фосфора во время созревания. Оптимальная реакция среды слабокислая или нейтральная (pH 5,5-7,0), на кислых почвах резко снижается урожайность. Корневая система стержневая. Вегетационный период от 60 до 90 дней. Каждые 10 ц основной продукции-зерна выносят (кг): 66 азота, 16 фосфора и 20 калия (Тараканова Г.И., 2003).
При внесении одних фосфорных удобрений на дерново-подзолистых и серых лесных почвах прибавка урожая гороха достигает 2 ц, па черноземах — 2,5 - 3,0 ц на 1 га и выше.
Одни калийные удобрения на большинстве почв действовали слабо или вообще были неэффективны, за исключением дерново-подзолистых почв легкого механического состава.
Внесение фосфорно-калийных удобрений в большинстве случаев было более эффективно по сравнению с раздельным внесением. По данным полевых опытов, фосфорно-калийные удобрения в дозе по 40—60 кг на 1 га дают возможность получать урожай гороха 15—20 ц на дерново-подзолистых и серых лесных почвах и 20—26 ц с 1 га на черноземах (Гулякин И.В.,1977).
Повышенный вынос азота горохом прекращается в значительной мере благодаря фиксации атмосферного азота, часть необходимого для урожая элемента растения берут из почвы. Ценное удобрение гороха - печная зола. Являясь источником K, Ca и P, она удовлетворяет повышенные требования их в этих элементах. В начале роста горох положительно реагирует на внесение необходимых количеств усвояемого фосфора. Известкование увеличивают подвижность почвенного молибдена, поэтому потребность в нем часто сильно ослабевает (Панников В. Д.,1987).
Столовая свекла.
Таблица 8 Химический состав и энергетическая ценность столовой свеклы
| Содержание сухого Вещества, % | Содержание, % на сырое вещество | Содержание витаминов, мг на 100г продукции | Энергетическая ценность 100г продукции, кДж | |||||||
| сахар | крахмал | белок | клетчатка | С | Провитамин А | В1 | В2 | РР | ||
| 17,1 | 10,6 | - | 1,7 | 0,9 | 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,20 |
Вегетационный период 135-150 дней. На 100 ц урожая корнеплодов и соответствующего количества ботвы потребляет примерно 30 кг азота, 12 кг фосфора и 45 кг калия. Накопление питательных элементов и увеличения органического вещества у свеклы характеризуются следующими данными (таблица 9).
Таблица 9. Динамика накопления питательных веществ и сухого вещества свеклой (в % от максимального)
| От начала вегетации | В последующий срок | |||||||
| Время опреде- ления | сухое вещество | N | РА | к,о | сухое вещество | N | Р.05 | К.О |
| 5 июля | - | - | - | - | ||||
| 7 августа | ||||||||
| 3 сентября | ||||||||
| 4 октября |
Свекла чувствительна к кислой реакции почвы. Она сильно отзывается на известкование. От внесения извести урожай повышался с 92 до 161 ц на 1 га. Прибавки урожая свеклы от навоза получаются довольно высокие. При внесении слабоперепревшего навоза может быть ухудшение формы корня (разветвление), что снижает его лежкость во время хранения. Поэтому непосредственно под свеклу целесообразно применять только хорошо перепревший навоз. Влияние минеральных удобрений на урожай свеклы выше, чем навоз (Гулякин И.В.,1977).
Оптимальная реакция среды для свеклы близка к нейтральной, поэтому уже при pH меньше 5,8 свекла сильно реагирует на внесение извести. Минеральные удобрения, внесенные в дозах 60 – 150 кг д.в. на га, оказывают положительное влияние на урожайность свеклы на всех почвах (Панников В.Д., 1987).
Повышается урожайность на 40 – 60% при внесении органических удобрений. Благодаря мощной корневой системе хорошо переносит повышенные концентрации почвенного раствора в любом возрасте. На 100ц потребляется 46 – 59 кг азота, 16 – 32 фосфора, 67 – 81 калия. Через 2 – 3 недели после всходов – потребность в азоте. Также эффективны подкормки. Из азотных удобрений лучше всего отзывается на нитратные формы. Свекла требует усиленного азотного питания в короткий период времени, в июне, июле месяце и почти не испытывает потребности в азоте в августе, сентябре. Из калийных под свеклу лучше вносить калимагнезию и KCL.
Столовая морковь.
Таблица 10 Химический состав и энергетическая ценность столовой моркови
| Содержание сухого Вещества, % | Содержание, % на сырое вещество | Содержание витаминов, мг на 100г продукции | Энергетическая ценность 100г продукции, кДж | |||||||
| сахар | крахмал | белок | клетчатка | С | Провитамин А | В1 | В2 | РР | ||
| 14,3 | 6,0 | 0,2 | 1,3 | 1,2 | 9,00 | 0,06 | 0,07 | 1,0 |
Оптимальная pH 6-6,5. Она более вынослива в отношении почвенной кислотности, однако при pH ниже 5,5 часто положительно отзывается на внесение извести. На 100 ц урожая корнеплодов и соответствующего количества ботвы потребляет примерно 25 кг азота, 10 кг фосфора и 40 кг калия. (Тараканова Г.И. 2003)
NPK морковь наиболее интенсивно поглощает в период максимального роста корнеплода. Накопление в растениях азота и особенно идет значительно быстрее, чем фосфора. Поступление в растения моркови питательных веществ характеризуется следующими данными (табл. 11).
Таблица 11. Накопление элементов питания и сухого вещества морковью (в % от максимального)
| Время определения | От начала вегетации. | В последующий срок | ||||||
| сухое вещает по | N | Р2O5 | K2O | сухое вещество | N | Р2O5 | K2O | |
| 4 июля | - | - | - | - | ||||
| 6 августа | ||||||||
| 3 сентября |
Навоз часто сильнее повышает урожай моркови, чем минеральные удобрения, особенно если их вносят в повышенных дозах. Минеральные удобрения, внесенные в умеренных дозах, могут оказывать такое же положительное действие на урожай моркови, как и навоз, в частности на почвах с высокой буферной способностью.
Внесение под морковь слабоперепревшего соломистого навоза вызывает ветвление корнеплода. Разветвленные корнеплоды быстро загнивают. Обычно под морковь в севообороте навоз не вносят, а она получает лишь минеральные удобрения. Применение извести под предшественника моркови увеличивает урожайность на 30 – 90 ц/га (Гулякин И.В., 1977). Под предшествующую культуру вносят навоз, в основное можно вносить KCL, но небольшими дозами. Калийные удобрения должны быть высококонцентрированными.. Из азотных удобрений универсальной является калийная селитра, из фосфорных – суперфосфаты.
Картофель ранний.
Оптимальное значение pH 5,5 – 6,0, предпочтительны рыхлые почвы, по этому картофель лучше размещать на почвах более легкого гранулометрического состава с высоким содержанием гумуса, а также торфяники низинного типа.
Таблица 12. Химический состав энергетическая ценность картофеля.
| Содержание сухого Вещества, % | Содержание, % на сырое вещество | Содержание витаминов, мг на 100г продукции | Энергетическая ценность 100г продукции, кДж | |||||||
| сахар | крахмал | белок | клетчатка | С | Провитамин А | В1 | В2 | РР | ||
| 25,0 | 1,5 | 18,2 | 2,0 | 1,0 | 0,02 | 0,12 | 0,07 | 0,30 |
(Тараканова Г.И., 2003)
Питательные вещества усваиваются картофелем в течение всего вегетационного периода. Наибольшее количество азота и зольных элементов потребляет эта культура в фазы бутонизации и цветения (табл. 13). В это время идет более интенсивный рост ботвы.
.Таблица 13, Динамика поступлении питательных веществ в растения картофеля (в % от максимального)
| Периоды роста | N | p2o5 | К,0 |
| До бутонизации | |||
| До цветения | |||
| До наибольшего роста клубней | |||
| До уборки |
Поступление в растения питательных веществ (табл. 14) происходит почти параллельно накоплению органического вещества. Только в июле процент органического вещества выше, чем элементов питания от максимального их количества. Поэтому содержание азота, фосфора и калия в расчете на единицу органической массы в течение вегетационного периода подвержено незначительным колебаниям.
Таблица 14. Прирост органической массы и потребление питательных веществ картофелем, (в % от максимального )
| Месяц | Ботва и клубни | Клубни | Ботва | N | p2o5 | К2О |
| Июнь | 20,9 | 6,0 | 38,2 | 27,1 | 22,5 | 20,1 |
| Июль | 81,6 | 34,1 | 100,0 | 66,8 | 75,0 | 79,5 |
| Август | 90,4 | 55,5 | 93,8 | 90,5 | 85,0 | 98,0 |
| Сентябрь | 100,0 | 100,0 | 85,0 | 100.0 | 100,0 | 100,0 |
Картофель слабо реагирует на подкисление почвы при внесение физиологически кислых удобрений. Однако длительное применение таких удобрений в севообороте снижает его урожай. Навоз снижает подкисляющие действия физиологически кислых азотных удобрений, хотя полностью не устраняет их влияние на реакцию почвы.
Азотные и калийные удобрения снижают содержание крахмала в клубнях, а фосфорные, ускоряя отмирание ботвы и усиливая отток продуктов фотосинтеза в клубнях, - повышают. Навоз повышает качество клубней, масса крупных клубней в урожае от навоза увеличивается благодаря снижению массы мелких клубней. Влияние извести повышает урожай картофеля. При снижении уровня азотного питания после цветения вес клубней одного растения увеличился с 295 до 496 г. Если уровень калийного питания картофеля до бутонизации был достаточно высоким, то снижение его в последующем не оказывает существенного влияния на урожай клубней. Это объясняется тем, что при старении ботвы, богатой калием, он передвигается в клубни, и тем самым обеспечивается потребность их в этом элементе питания. Картофель хорошо отзывается на внесение навоза. С ростом картофеля постепенно повышается потребность в азоте и зольных элементах, которые переходят в минеральные соединения при разложении навоза. Наибольшие прибавки урожая навоз дает на легких почвах; на дерново-подзолистых суглинистых почвах и на черноземах лесостепи они меньше. При применении извести и магния прибавки урожая по различным формам азотных удобрений увеличились от 76 до 94 ц. Урожай от магния повышался на 34—62 ц на 1 га. (Гулякин И.В., 1977). Формы удобрений: азотные - нитроаммофоска, аммофос, диаммофос; калийные - сульфат калия, а KCL вносить нельзя, так как он снижает содержание крахмала в клубнях; фосфорные - суперфосфаты.
15. Потребность планируемой урожайности в элементах питания
за ротацию севооборота (по Ю.П.Жукову, 1986)
| №№ п/п | Культуры севооборота | Планируемая урожайность, т/га | Вынос 1т урожая, кг | Вынос планируемым урожаем, кг/га | ||||
| N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | |||
| Горох | 1,5 | 30,8 | ||||||
| Капуста ран | 3,4 | 1,2 | 3,6 | 40,8 | 14,4 | 43,2 | ||
| Карт ран | 5,0 | 2,0 | 8,0 | |||||
| Морковь | 3,2 | 1,0 | 5,0 | 12,5 | ||||
| Свекла | 2,7 | 1,5 | 4,3 | 59,4 | 94,6 | |||
| Вынос в целом за севооборот (S), кг | 120,4 | 388,8 | ||||||
| Вынос с 1 га, кг | 54,2 | 24,1 | 77,8 | |||||
| Обеспеченность элементами питания (класс) | ||||||||
| Вносится с навозом, кг/га (заданная насыщенность на 1 га пашни) | ||||||||
| Балансовые коэффициенты использования NPK из навоза за севооборот (приложение 6) | ||||||||
| Использование NPK из навоза за ротацию севооборота с учетом Кб, кг/га | 17,5 | |||||||
| Остаток N после многолетних бобовых (1/2 от выноса), кг/га | 30,8 | - | - | |||||
| Усвоено биологического азота, кг/га | 3,1 | - | - | |||||
| Усвоено NPK в сумме (из навоза, и остатка бобовых), кг/га | 38,1 | 17,5 | ||||||
| Должно быть усвоено NPK из минеральных удобрений, кг/га | 16,1 | 6,6 | 23,8 | |||||
| Балансовые коэффициенты использования NPK из минеральных удобрений за севооборот (приложение 5) | ||||||||
| Требуется минеральных удобрений с учетом Кб, кг/га | 20,1 | 26,4 | ||||||
| Насыщенность минеральными удобрениями, кг/га | 57,5 | |||||||
| Соотношение элементов питания | 1,8 | 2,4 | ||||||
| Потребность на площадь севооборота, кг/га | 2512,5 |
Для определения потребности в элементах питания за ротацию севооборота мы использовали в расчетах вынос планируемым урожаем, потребность в элементах питания и их усвояемость, которые необходимо внести с помощью минеральных удобрений. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод о том, что почва нуждается в калии, потому что выносится в целом за севооборот больше К2О. Эту нуждаемость будем восполнять за счет внесения минеральных удобрений.