Применение фосфорных удобрений

Приёмы внесения фосфорных удобрений

Фосфорные удобрения, как правило, вносят в два приёма: припосевное (припосадочное) и основное. Учитывая низкую подвижность фосфатов в почве при слабом развитии корневой системы в начальный период роста, роль припосевного внесения фосфорных удобрений имеет большое значение в формировании высоких урожаев.

Даже на почвах с высоким содержанием подвижного фосфора концентрация фосфат-ионов в почвенном растворе бывает недостаточной для достаточного обеспечения растений фосфором на ранних этапах роста. Рядковое (стартовое) внесение фосфорных удобрений проводят в дозах 7-20 кг/га P₂O₅. При этом применяют только водорастворимые легкодоступные формы — гранулированные суперфосфаты. Порошковидные суперфосфаты в условиях весны быстро отсыревают, комкуются и забивают туковысевающие аппараты.

1 т гранулированного суперфосфата при рядковом внесении даёт прибавку зерна 5-6 т, при основном внесении — 1-2 т (ЦИНАО).

Хороший эффект даёт водорастворимые фосфорные удобрения, чаще всего гранулированный суперфосфат, при внесении при посеве культуры в лунки, гнёзда. Удобрение вносят комбинированными сеялками. Под сахарную свёклу, картофель и другие культуры суперфосфат вносят комбинированными сеялками одновременно с азотными или азотно-калийными удобрениями. По данным опытов, 0,5 ц гранулированного суперфосфата или 10 кг P₂O₅ на 1 га позволяет получить дополнительно 2,5-3 ц/га зерна. При дефиците фосфорных удобрений внесение суперфосфата под зерновые культуры при посеве показывает хорошую эффективность.

Подкормки суперфосфатом могут быть эффективны:

при внесении недостаточных доз фосфорных удобрений в основном приёме, под зяблевую вспашку;
в районах достаточного увлажнения или при орошении;
на почвах с сильным химическим поглощением при длительном соприкосновении суперфосфата с почвой, особенно на кислых с высоким содержанием полуторных оксидов.

В остальных случаях подкормки менее эффективны, чем внесение аналогичных доз до посева или в рядки.

Большое разнообразие типов почв России позволяет успешно применять для основного удобрения все виды фосфорных удобрений.

Сроки внесения фосфорных удобрений

Сроки внесения имеет большое значение для труднорастворимых фосфатов. Вносят их заблаговременно, осенью, чтобы часть фосфатов кальция успела к вегетационному периоду трансформироваться в более доступные формы.

Глубина заделки фосфорных удобрений

Из-за низкой подвижности фосфатов в почве глубина заделки основного фосфорного удобрения имеет большое значение. Поэтому стремятся создать запасы доступного фосфора в зоне расположения активной части корневой системы растений. Особенно важно это в засушливых условиях, где верхняя часть пахотного слоя летом пересыхает. Так, в опыте с ³²P поверхностное внесение суперфосфата на пастбище при дозе 450 кг/га P₂O₅ не привело к проникновению фосфора глубже 2,5 см.

Глубина и расположение удобрений зависят от способа заделки.

Таблица. Размещение удобрений в пахотном слое почвы в зависимости от способа их заделки, %.

Глубина пахотного слоя, см	Способ заделки
Глубина пахотного слоя, см	лёгкой бороной	тяжёлой бороной	тяжёлым культиватором	плугом	плугом с предплужником
0-3	98	75	55	11	3
3-6	2	22	21	12	4
6-9		3	23	16	12
9-12			1	16	14
12-15				23	20
15-20				22	47

Заделка боронами или культиваторами сосредотачивает основную часть удобрений в верхнем (0-9 см) слое. Более равномерная заделка достигается плугом без предплужника, более глубокая — плуг с предплужником, однако при этом в верхнем слое удобрения остаётся мало. В последнем случае возникает необходимость рядкового припосевного удобрения. Внесенные фосфорные удобрения не мигрируют по профилю почвы и остаются в местах заделки. Только последующие обработки изменяет их расположение в пахотном слое.

Поэтому глубина вспашки под конкретную культуру определяет и глубину заделки основного фосфорного удобрения.

Определение доз фосфорных удобрений

На основании корреляционного анализа экспериментальных данных была установлена количественная связь между содержанием элементов питания в почве и продуктивностью культур, определены оптимальные параметры для разных культур и предложен способ их достижения.

Таблица. Оптимальные уровни содержания элементов питания в почве для различных культур (В. Г. Чернёнок, 1993, 2009).

Культура	Содержание, мг/кг
Культура	N-NO₃	P₂O₅	K₂O
Пшеница	12-15	35	400
Ячмень	12-15	35	400
Овёс	10-12	28-30	400
Кукуруза	10-12	40	500
Просо	10-12	40	360
Гречиха	10-12	30-32	400
Нут, горох	12-15	28-30	440
Рапс	15-18	30-32	-

Это позволило предложить новый более точный способ определения дефицита фосфора в почве и дозы удобрений для культур по формуле оптимизации:

$${ Д_P\ (кг\ д.\ в./га) = (P_{опт} - P_{факт})⋅K, }$$

где разность (Р_опт — Р_факт) показывает дефицит фосфора на данном поле в мг/кг почвы, коэффициент К = 10 на зональных почвах, Д_P — количество фосфорных удобрений, которое необходимо внести, чтобы устранить дефицит и создать оптимальные условия питания фосфором для культуры на данном поле.

При расчёте доз удобрений следует включать нижний показатель оптимального уровня.

Если дефицит фосфора очень высокий и не представляется возможным за один приём довести его содержание до оптимального уровня, можно сделать в несколько приёмов, доводя на первом этапе до среднего уровня — 25 мг/кг почвы.

Создание оптимального уровня содержания фосфора в почве позволяет культуре реализовать потенциальные возможности формирования максимального урожая в любых условиях увлажнения.

Оптимальный режим фосфорного питания способствует эффективному расходу влаги. Например, при низком уровне питания в среднем за 20 лет коэффициент водопотребления составил 20 мм, при среднем — 12 мм, оптимальном — 8 мм.

При большом дефиците фосфора в почве, когда не представляется возможным за один приём довести содержание до оптимального уровня, можно определить дозу удобрений на определённую прибавку урожая.

Пример.

Для повышения урожайности на 5 ц необходимо повысить содержание фосфора в почве на 6 мг (5 ц ⋅ 1,2 мг P₂O₅), для этого нужно внести 60 кг д. в. удобрений (6 ⋅ 10).

Таблица. Связь урожайность яровой пшеницы с содержанием P₂O₅ в почве (КАТУ, Чернёнок, 1970-1990 гг.).

Содержание P₂O₅, мг/кг почвы	Урожайность, ц/га в годы
Содержание P₂O₅, мг/кг почвы	Очень сухие	Средние	Влажные
10	3-4	7-8	10-12
15	5-6	10-12	17-20
20	6-7	14-16	22-25
25	8-9	17-20	28-30
30	10	21-25	33-37
35	11-12	25-30	38-40
Расход мг P₂O₅ на 1 ц урожая	3	1,2-1,4	0,8-1,2

Оптимизация доз фосфорных удобрений

Почвы с достаточными запасами фосфора за счёт систематического внесения удобрений, способны длительное время обеспечивать культуры оптимальным фосфорным питанием. Фосфор смягчает действие экстремальных погодных условий на растения, высокий урожай может сформироваться даже в условиях засухи, низких или высоких температур.

В практике мирового земледелия, особенно в странах Европы, повышение содержания фосфора в почве в севообороте достигается периодическим внесением высоких доз фосфорных удобрений. Благодаря сохранению фосфора в доступной для растений форме, слабой миграции по профилю почвы и отсутствию потерь, а также данные об оптимальных уровнях подвижного фосфора для сельскохозяйственных культур, позволяют рассчитать нормы внесения фосфорных удобрений, необходимых для достижения оптимального фосфатного питания. Основной путь поддержания оптимального питания фосфором является внесение минеральных и органических удобрений.

Агрохимия накопила достаточно знаний об этом биогенном элементе, существует еще ряд нерешенных проблем:

Низкий коэффициент использования фосфора удобрений отдельными культурами и, в целом, в агроценозе.
Систематическое внесение высоких доз фосфорных удобрений и зафосфачивание почв приводит к нарушению баланса других биогенных элементов, что ухудшает питательный режим.
Содержащиеся в фосфорных удобрениях в виде примесей различные вещества, в том числе тяжёлые металлы, оказывают негативное загрязняющее воздействие на окружающую среду и, попадая в растения, сельскохозяйственную продукцию.
Иммобилизация (ретроградация) фосфора в почве в результате химического поглощения. Особенно интенсивно эти процессы протекают на карбонатных чернозёмах, краснозёмах, кислых дерново-подзолистых почвах с высоким содержанием полуторных оксидов алюминия и железа.
Мобилизация фосфатов почвы. Особенно важно для тех земледельческих районов и почвах, где в результате систематического внесения больших доз фосфорных удобрений создались запасы, превышающие оптимальный фосфатный уровень.
Оптимизация фосфорного питания сельскохозяйственных культур зависит от спецификации севооборотов в конкретных почвенно-климатических условиях. Сложность оптимизации фосфорного питания растений связана со связыванием ряда биогенных элементов, таких как, цинк, медь и нарушением баланса питательных элементов в почве.

Разработка и применение оптимальных доз фосфора связаны с комплексом агротехнических, химических и биологических приёмов мобилизации фосфора, накопленного в результате систематического внесения фосфорных удобрений. Так, применение физиологически кислых азотных и калийных удобрений в сочетании с микроэлементами мобилизует фосфор на зафосфаченных чернозёмах, серозёмах и каштановых почвах. В этом случае можно на протяжении длительного времени получать высокие урожаи культур без внесения фосфорных удобрений. Известкование кислых дерново-подзолистых почв также способствует мобилизации фосфатов почвы, связанные полуторными оксидами алюминия и железа.

При решении проблем оптимизации фосфорного удобрения с учётом фосфатного режима почвы необходимо учитывать:

Объективная оценка эффективности фосфорных удобрений проводится не только по продуктивности отдельных культур, но и севооборота.
Методы оценки фосфатного уровня и оптимизации фосфорного удобрения зависят от способов определения подвижного фосфора в почве.
Для объективной оценки следует учитывать как содержание подвижного фосфора по принятому для данного типа почв методу, так и его подвижности в слабо солевых вытяжках.

На дерново-подзолистой легкосуглинистой почве оптимальным содержанием подвижного фосфора в пахотном слое принято считать 10-15 мг/100 г почвы. На таких почвах при условии хорошей агротехники и обеспеченности растений азотом и калием среднегодовая продуктивность полевого севооборота составляет 45-50 ц зерновых единиц основной продукции. Более высокое содержание подвижного фосфора приводит к снижению окупаемости фосфорных удобрений.

Оптимальный фосфатный режим на серых лесных почвах близок к режиму дерново-подзолистых почв при использовании метода Кирсанова. Такая же величина оптимального содержания подвижного фосфора установлена для чернозёмов, при определении по методу Чирикова. На карбонатных чернозёмах, серозёмных и каштановых почвах оптимальный уровень составляет 3-4,5 мг/100 г почвы по методу Мачигина.

Для оптимизации фосфорного удобрения помимо оптимального содержания используют:

1. Балансовый коэффициент использования, или коэффициент баланса, коэффициент выноса. Показывает долю выноса питательных веществ от внесенных с удобрениями, рассчитывается по формуле:

$${ К_б = \frac {В}{Д} \cdot 100, }$$

где K_б — коэффициент баланса; В — вынос фосфора с урожаем; Д — доза внесенного фосфора.

2. Коэффициент компенсации возмещения, или интенсивность баланса (K_в), величина, обратная K_б, равен:

$${ К_в = \frac {Д}{В} \cdot 100.}$$

Коэффициент баланса — мера эффективности удобрений при соответствующем содержании питательных элементов для данных почвенных условий.

Увеличение или уменьшение дозы удобрений (K_опт, %) в соответствии с выносом питательного вещества рассчитывается по формуле:

$${ V_{опт} = \lparen \frac{100}{К_{б\ опт}} - 1 \rparen \cdot 100. }$$

Оптимальная доза удобрений рассчитывается по формуле:

$${ Д_{опт} = В_{опт} \cdot V\%. }$$

Тогда, степень обеспечения почв фосфором в зависимости от содержания его подвижной формы (К) равна:

$${ К = Д_{опт} - В_{опт}. }$$

При низкой обеспеченности почв подвижным фосфором К составляет 48-55 кг P₂O₅/га, при средней — 17-20 кг P₂O₅/га, при высокой — 3-6 кг P₂O₅/га.

3. Дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитываются по формуле:

$${ Д_{Р(К)} = В_П - S_O + С_{Р(К)}, }$$

где Д_Р(К) — доза фосфорных или калийных удобрений, кг д. в./га;
В_П — вынос фосфора или калия с планируемым урожаем, кг/га;
S_O — содержание фосфора или калия в органических удобрениях, кг/га;
C_Р(K) — количество фосфора или калия, увеличивающее содержание этих элементов на 10 мг/кг в почвах с низким содержанием и на 5 мг/кг в почвах со средним содержанием питательных веществ, кг/га.

За оптимальный уровень принимается содержание подвижного фосфора в почве, при котором достигается не менее 90-95% от максимального урожая, а недостающие 5-10% восполняются фосфором удобрений для компенсации выноса с планируемым урожаем.

Обобщение результатов длительных опытов позволило разработать общие принципы дифференциации доз удобрений, учитывающие конкретные условия.

Таблица. Дифференциация доз фосфорных удобрений и вынос фосфора растениями в зависимости от обеспеченности почв подвижным фосфором.

Содержание подвижной P₂O₅ в почве, мг/100 г	Дозы P₂O₅, кг/га	Коэффициент дифференциации доз^*	Возможный вынос P₂O₅, кг/га	Коэффициент изменения выноса	Остаточный фосфор в почве, кг/га
< 5	120	2,0	30 — 35	0,75	85 — 80
5,1 — 10,0	90	1,5	35 — 40	0,85	55 — 50
10,1 — 15,0	60	1,0	40 — 50	1,00	15 — 5
15,1 — 25,0	30	0,5	45 — 50 и более	1,15	- (25 — 30)
> 25	10^**	0,2	45 — 50 и более	1,15	- (45 — 50)
Примечания.
^* За единичную дозу (коэффициент дифференциации 1) принята доза Р₆₀.
^** В рядок при посеве.

Дозы P₂O₅ для припосевного внесения определяются культурой. Некоторые из них, например, кукуруза и подсолнечник, могут угнетаться при непосредственном контакте семян с суперфосфатом. Поэтому создают почвенную прослойку между семенами и удобрением; дозы P₂O₅ при этом составляют — 7-10 кг/га.

Зерновые и овощные культуры, лён, конопля менее чувствительны и положительно реагируют на гранулированный суперфосфат в дозе примерно 10 кг/га, допустимо смешивание его с семенами перед высевом обычной рядовой сеялкой. При этом семена и удобрения должны быть сухими, гранулы — обладать хорошей механической прочностью, не размалываться в высевающем аппарате и не забивать его. Суперфосфат должен обладать нейтральной или слабокислой реакцией. Кислый суперфосфат даже при кратковременном контакте с семенами (до 2 ч) уменьшает всхожесть семян озимой ржи, ячменя, яровой пшеницы, льна и столовой свёклы. При кислотности менее 1%, его можно смешивать с семенами ржи и свёклы не ранее чем за 2 ч до посева, с остальными перечисленными культурами — за 4-8 ч. Нейтрализованный суперфосфат можно смешивать с семенами этих культур за сутки до высева.

В среднем, дозы фосфорных удобрений варьируют от 30-45 кг/га до 90-120 кг/га P₂O₅ и зависят от плодородия почвы, почвенно-климатических условий, запланированного урожая, предшественника и сопутствующих удобрений.

Литература

Ягодин Б. А., Жуков Ю. П., Кобзаренко В. И. Агрохимия. / Под ред. Б. А. Ягодина М.: Колос. 2002
Евтефеев Ю. В., Казанцев Г. М. Основы агрономии: учебное пособие. М.: ФОРУМ. 2013
Минеев В. Г., Сычёв В. Г., Гамзиков Г. П. и др. Агрохимия. Учебник. / Под ред. Минеева В. Г. М.: Изд-во ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова. 2017