Модульная единица 2.10.
Практическое занятие «Расчет потребности в элементах питания на планируемую урожайность»
Цели и задачи. Развить умение рассчитывать дозы минеральных и органических удобрений на планируемую урожайность с использованием различных методов.
Аннотация. Рассматриваются три группы способов расчета доз удобрений под планируемую урожайность: нормативные, балансовые и статистические.
Ключевые слова: нормативы затрат удобрений, вынос элементов, коэффициент использования, запасы, потери, газообразные, вымывание, прибавка урожая, балансовые коэффициенты, нормативы расхода, поступление.
Рассматриваемые вопросы:
1. Нормативный метод расчета доз удобрений на планируемую урожайность.
2. Метод элементарного баланса.
3. Статистические методы определения норм удобрений под планируемую урожайность.
Задание.
Рассчитать дозы минеральных и органических удобрений под планируемую урожайность для заданной культуры в севообороте, используя различные методы.
Расчет потребности в элементах питания на планируемую
урожайность
Планируя внесение удобрений необходимо удовлетворить потребности растений в питании при сохранении плодородия почвы; обеспечить оптимальное качество продукции; не допустить непроизводительных затрат удобрений и обеспечить охрану окружающей среды. Существует много способов расчета доз удобрений под планируемый урожай. Их можно объединить в три группы: нормативные; балансовые, статистические.
Нормативный метод расчета 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 = Уп × Н × К, (8.53)
где Д – доза удобрений (азотных, фосфорных, калийных), кг/га д. в.;
Уп – 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.
Метод элементарного 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 = (Уп × В – П × Кп): Ку, (8.54)
где Д – доза питательных веществ (NPK) на запланированный урожай, кг/га д.в.; Уп – 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; Кп, Ку – коэффициенты использования питательных веществ соответственно из почвы и удобрений.
При совместном внесении минеральных и органических удобрений формула имеет вид: Д = (Уп×В – П×Кп – Дн×Сн×Кн): Ку, (8.55)
где Д, Уп, В, П, Кп имеют те же значения, что и в предыдущей формуле; Дн – доза органических удобрений, т/га; Сн – содержание питательного вещества в органических удобрениях; Кн – коэффициент использования питательного вещества из навоза.
Дозу азотных удобрений в Центральном Черноземье рассчитывают по формуле:
Д = (Уп × ВN – (ПN + 0,2 ПN) × Кп): Ку, (8.56)
где ВN – вынос азота на 1 ц основной продукции с учетом побочной, кг; ПN – 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, полученными и рассчитанными 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), за счет фиксации свободноживущими организмами (3-5 кг/га) и минерализации гумуса (20-25 кг/га). Потери вследствие 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:
Но = Нр × К, (8.57)
где Но – оптимальная доза, кг/га д.в.; Нр – 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:
Дп = 0,1 × (С1 – С2) × Н, (8.58)
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:
Дпр = Упр × В: Ку, (8.59)
где Дпр – доза удобрений на прибавку урожая, кг/га д.в; Упр – прибавка урожайности, ц/га; Ку – 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 коэффициентах использования удобрений. Расчеты осуществляются по следующей формуле:
Д= Ву – О ∙ К1 (8.60)
К2
где Д – доза N, P2O5 или К2О, кг/га; Ву – 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 8.80.); К2 – балансовый коэффициент использования соответствующих минеральных удобрений, дифференцированный по классу обеспеченности 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 8.79).
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.
Балансовые коэффициенты использования элементов минеральных