Система удобрения — научно обоснованное применение удобрений и мелиорантов в севообороте, учитывающее биологические потребности культур при фактическом плодородии почвы и возможности агропредприятия, для получения максимальных урожаев с высоким качеством и одновременным регулированием окультуренности почв в конкретных природно-климатических условиях.
Понятие системы удобрения
Удобрения в зависимости от видов, доз, сроков и способов внесения, их соотношений и почвенно-климатических условий оказывают неодинаковое действие и последействие. Наиболее полно они используются культурами в севооборотах при определенном чередовании, обусловленном структурой посевных площадей. Этим обуславливается необходимость перехода от удобрения отдельных культур к всесторонне обоснованным системам удобрения севооборота.
Схему системы удобрения севооборота или агроценоза разрабатывают и используют на полную ротацию севооборота на основании средней за 5-10 лет обеспеченности предприятий удобрениями и состояния плодородия почв полей севооборота с определением видов, доз, соотношений и общей потребности в кг/га действующих веществ, а также баланса питательных элементов.
Дозы и соотношения удобрений и мелиорантов схемы системы удобрения ежегодно корректируются в планах применения удобрения с учетом размещения культур и плодородия почв этих полей, погодных условий и обеспеченности удобрениями.
На основании годового плана составляют календарный план приобретения, накопления и применения удобрений с указанием количеств, видов на всю удобряемую площадь севооборота или всего хозяйства. Это позволяет определить площади складов и хранилищ для агрохимических средств, последовательность приобретения количеств и видов и, соответственно, более эффективно управлять материально-техническими ресурсами.
При реализации годовых планов применения удобрений, перед внесением удобрений, дозы перед посевом по результатам почвенной диагностике, а также при подкормка культур по результатам растительной диагностики, вновь корректируют.
Разработка системы удобрения, отвечающей природным и организационно-экономическим условиям требует квалифицированных знаний и практических навыков. Для составления плана применения удобрений необходимы следующие документы:
- организационно-хозяйственный план, отражающий севообороты;
- почвенные карты и агрохимические картограммы;
- данные о фактической урожайности за последние 5 лет;
- нормы применения органических и минеральных удобрений;
- книга истории полей.
Для разработки системы удобрения также необходима информация о типе водного режима почвы, рельефе, подверженности почв водной и ветровой эрозии, развитии животноводства, возможностях для накопления и применения всех видов местных удобрений, финансовых ресурсах, технической оснащенности по внесению удобрений, наличии складов для хранения.
Цели и задачи системы удобрения
Цель системы удобрения — ежегодное обеспечение максимально возможной агрономической и экономической эффективности при условии минимизации негативного воздействия на окружающую среду при имеющихся природно-экономических ресурсах предприятия.
Задачи системы удобрения в агроценозе (хозяйстве) заключаются в:
- повышении продуктивности возделываемых культур и улучшении качества продукции с ростом удобренности посевов до оптимальных уровней;
- устранении различий в плодородии отдельных полей каждого севооборота при любой обеспеченности удобрениями и (или) повышение плодородия почв полей до оптимального уровня;
- повышении отдачи от единицы внесенных удобрений прибавками урожаев культур, то есть повышение экономической эффективности удобрений при любой обеспеченности ими;
- получении сертифицируемой продукции культур при постоянном контроле за изменением агрохимических показателей плодородия почв;
- повышении производительности труда, организационно-хозяйственной и управленческой деятельности;
- постоянном соблюдении требований охраны окружающей среды и санитарно-гигиенического законодательства.
Степень достижения цели и задач изменяется от биологических особенностей культур, почвенно-климатических и агротехнических условий, количества и качества применяемых удобрений.
Научная система удобрения
Научную систему удобрения можно разделить на:
- Научно-организационную систему использования удобрений в хозяйстве.
- Систему применения удобрений в севообороте, как звено научной системы земледелия.
- Систему удобрения отдельных культур севооборота, основанную на применении оптимальных доз, форм, сроков и способов внесения удобрений.
Все эти составляющие взаимосвязаны.
Система удобрения в хозяйстве
Система удобрения в хозяйстве — комплекс агрономических и организационно-экономических мероприятий по рациональному применению минеральных и органических удобрений, а также химических мелиорантов для оптимизации плодородия почвы, повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, улучшения качества растениеводческой продукции, повышения производительности труда в сельском хозяйстве. Является важнейшим условием интенсификации сельскохозяйственного производства.
В систему удобрения в хозяйстве входят:
- наличие складов для хранения минеральных удобрений с возможностью механизации технологических операций;
- накопление и хранение органических удобрений;
- организация транспортных средств для перевозки удобрений;
- наличие комплекса машин по внесению минеральных и органических удобрений;
- приемы химической мелиорации кислых и солонцовых почв.
Задачами системы удобрения в хозяйстве являются:
- получение высоких и стабильных урожаев с хорошим качеством продукции;
- воспроизводство плодородия почв;
- реализация экологических функций удобрений в агроценозе;
- повышение экономической эффективности удобрений и производительности труда;
- снижение себестоимости продукции растениеводства;
- получение максимальной прибыли.
Система удобрения представляет собой плановую организация комплекса мероприятий, связанных с применением удобрений.
Система удобрения в хозяйстве заключается в разработке и выполнении организационно-хозяйственных и экономических мероприятий, связанных с производством, заготовкой, приобретением, транспортировкой и хранением удобрений. Включает выявление ресурсов по производству местных удобрений, их заготовке, хранению, планирование мелиоративных мероприятий, определение потребности в промышленных минеральных удобрениях, организация их приобретения, хранения и внесения в почву. Следует предусмотреть возможность тукосмешения и внесения удобрения в заданных соотношениях питательных веществ с учетом плодородия почвы, требований культур и приянтой агротехники.
При планировании этих работ учитывается комплексная механизация технологических процессов по применению удобрений. Важным этапом разработки системы удобрения в хозяйстве является раскрытие местных удобрительных ресурсов, химических мелиорантов, разработка технологий рационального их применения, обеспечение материально-технической базы. Система должна базироваться на научно обоснованных специализированных севооборотах и стремиться обеспечить положительный или бездефицитный баланс питательных веществ и органического вещества в системе почва — растение.
Система удобрения в севообороте
Система удобрения в севообороте — распределение удобрений по севооборотам с учетом их специализации, местных почвенно-климатических условий, экономических и удобрительных ресурсов предприятия.
Под системой удобрения в севообороте понимается распределение органических и минеральных удобрений, мелиорантов по полям севооборота с учётом обеспечения максимального агрономического и экономического эффекта при условии воспроизводства плодородия почв, улучшения их агрохимических, агрофизических и биологических свойств.
В основе системы удобрения в севообороте лежит научно обоснованная система севооборотов в хозяйстве, прежде всего специализация севооборотов. Эффективность удобрений в севообороте при правильном чередовании культур выше, чем при монокультуре или нарушении чередования.
При разработке системы удобрения в севообороте учитывают систему почвозащитной обработки почвы, предшественников, характер пожнивных и корневых остатков, их влияние на агрохимические, агрофизические свойства, микробиологическую активность, отзывчивость отдельных культур на некоторых почвах на кальций, магний, серу, микроэлементы. Так, на песчаных почвах проявляется потребность в калийных и магниевых удобрениях, на нейтральных и карбонатных почвах — в марганцевых, на торфяно-болотных — в медных, на дерново-подзолистых, особенно известкованных, почвах — в азотных удобрениях.
Основным показателем использования удобрений в севообороте является количество каждого вида удобрений на 1 га площади севооборота.
Система удобрения отдельных культур
Система удобрения отдельных культур представляет собой план применения органических и минеральных удобрений, который предусматривает дозы, формы, сроки и способы внесения с учетом планируемого урожая, биологических потребностей культуры в питательных элементах, чередования культур в севообороте, особенностей агротехники, почвенно-климатических условий, агрохимических свойств почв, естественного плодородия, свойств удобрений, сочетания органических и минеральных удобрений, экономических условий.
Количество удобрений для каждой культуры рассчитывают с учетом хозяйственного выноса питательных веществ планируемым урожаем.
Таблица. Вынос основных питательных элементов с урожаем, кг на 100 кг основной продукции (по В.А. Демину)
| Пшеница озимая | |||
| Пшеница яровая | |||
| Рожь озимая | |||
| Кукуруза (зерно) | |||
| Кукуруза (зеленая масса) | |||
| Овес | |||
| Ячмень | |||
| Горох | |||
| Лен-долгунец | |||
| Конопля | |||
| Сахарная свекла | |||
| Картофель | |||
| Клевер (сено) | |||
| Тимофеевка (сено) |
*Азот, используемый из почвы и удобрений без азотфиксации
Согласно справочными данными, определяют количество NPK для получения планируемого урожая. На основе картограмм агрохимического обследования почв устанавливают количество питательных веществ, содержащемся в каждом поле севооборота. Так как растения могут использовать только определенную часть этих веществ, устанавливают количество питательных элементов, доступных растениям, с учетов коэффициентов их использования из почвы и соответственно уменьшают расчетную дозу NPK.
Удобрения не могут быть полностью использованы растениями, так как часть их усваивается микроорганизмами, вымывается или переходит в недоступную для растений форму. Кроме того, культуры могут по-разному усваивать одно и то же удобрение.
Таблица. Использование растениями NPK из навоза и минеральных удобрений, %1Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. - М.: "Былина", 2000. - 555 с.
| Общее содержание | |||
| Используется в первый год | |||
| Используется во второй год | |||
| Используется в первый год | |||
| Используется во второй год | |||
С учетом всех перечисленных факторов вносят поправку в расчетную дозу, получая окончательное количество питательных веществ для каждой культуры, необходимое для получения планируемого урожая.
После определения доз азота, фосфора и калия для культур, данные сводят в таблицу по севообороту, в которой указываются способы и сроки внесения удобрений в килограммах действующего вещества или в пересчете на конкретные удобрения.
Системы удобрения в севообороте и отдельных культур взаимосвязаны между собой. Если на основе оптимизации питания растений макро- и микроэлементами разработана эффективная система удобрения, позволяющая реализовать потенциальную продуктивность культуры севооборота, то и севооборот в целом даст максимальную продуктивность.
Положения системы удобрения
Система удобрения в севообороте — это не простое суммирование удобрений отдельных культур, а сложное сочетание действия биологических, физиолого-биохимических факторов растений с физическими, физико-химическими и биологическими факторами почвы и воздействиями человека на условия роста и развития растений.
Общие основные положения научной системы удобрения:
1. Наибольшая эффективность удобрений проявляется при высокой культуре земледелия с применением комплекса агротехнических мероприятий и постоянным воспроизводством плодородия почв. Значение агротехники возрастает при использовании высоких доз удобрений. Высокими дозами удобрений нельзя компенсировать нарушения других составляющих научного земледелия.
2. Все культурные растения в процессе вегетации должны обеспечиваться оптимальным количеством и соотношением питательных элементов, что достигается внесением удобрений и мобилизацией питательных веществ почвы. Например, молодые растения имеют слаборазвитую корневую систему, поэтому чувствительны к недостатку питательных элементов, прежде всего фосфора, что в дальнейшем отрицательно сказывается на росте растений и формировании урожая.
В молодом возрасте растения чувствительны и к повышенной концентрации солей. Во второй половине вегетации при развитии корневой системы и вегетативной массы повышенная потребность растений в питательных элементах удовлетворяется за счет минеральных удобрений и мобилизации плодородия.
3. Правильное применение удобрений подразумевает и послойное размещение их в почве в зоне развития корневой системы. В разные периоды жизни растения потребляют различное количество питательных веществ и нуждаются в разной концентрации почвенного раствора. Например, фосфор суперфосфата, обычно перемещается по профилю почвы и закрепляется в местах его внесения. Возникает необходимость вносить удобрения в разные сроки и слои почвы: под вспашку (основное внесение), при посеве (припосевное) и во время вегетации (подкормки). Все эти приемы имеют значение при разработке системы удобрения культуры. Сочетание этих приемов позволяет создать оптимальные условия питания культур в соответствии с их потребностями.
4. Если в хозяйстве имеется несколько севооборотов, имеет значение правильное распределение удобрений с учетом их специализации. В первую очередь удобрениями обеспечиваются овощные севообороты, которые наиболее требовательны к обеспечению питательными веществами. К тому же, эти культуры хорошо окупают внесенные удобрения. Полевые севообороты с насыщением пропашными культурами, особенно техническими, также требовательны к условиям питания. В высоких дозах удобрений применяют в кормовых севооборотах, насыщенные кукурузой и кормовыми корнеплодами. В целом, общим принципом распределения удобрений по севооборотам, является удельный вес экономически выгодной культуры, которая прибавками урожая наиболее полно оплачивает единицу внесенного удобрения.
5. Органические и минеральные удобрения при систематическом применении примерно одинаково эффективны, за исключением отдельных условий.
Органические удобрения преимущественно вносят в севообороты, насыщенные высокопродуктивными кормовыми культурами, минеральные удобрения — в полевые севообороты, насыщенные прежде всего зерновыми культурами и размещенные на массивах, удаленных от животноводческих ферм. Учитывается также удобренность полей в предшествующие годы, прежде всего органическими удобрениями.
Чередование культур в севообороте позволяет эффективнее использовать последействие органических и минеральных удобрений. Например, навоз в первый год после внесения используется примерно наполовину, остальная часть — второй и третьей культурами. Последействие некоторых фосфорных удобрений длится 3-4 года, калийных — 2-3 года, азотных из-за подвижности и плохого закрепления в почве почти не проявляют последействия. Внесение извести или гипса сказывается на урожайности даже спустя 10-15 лет.
В севообороте навоз и минеральные удобрения стремятся использовать под парозанимающие культуры и пропашные, как наиболее требовательные, затем под озимые и яровые зерновые. Совместное применение органических и минеральных удобрений в севообороте повышает их эффективность.
6. Систематическое внесение фосфорных удобрений приводит к накоплению подвижных фосфатов в почве и повышению эффективности азотных удобрений. При недостатке азота последействие фосфорных удобрений снижается.
7. Научная система удобрения в севообороте предусматривает постоянный контроль за воспроизводством плодородия почвы, балансом питательных веществ и гумуса.
8. При разработке системы удобрения учитывают температурные условия и количество осадков, выпадающих за вегетационный период. При избыточном увлажнении часть питательных веществ вымывается, а повышенная температура приводит к усилению микробиологических процессов разложения органического вещества почвы.
Зональные и организационно-хозяйственные особенности систем удобрения
При разработке системы удобрения учитывают природные, агротехнические и организационно-хозяйственные условия, определяющие эффективность удобрений в конкретной зоне.
В лесостепной и степной части Центрально-Черноземной зоны выращивают много требовательных к питательным веществам культур (сахарная свекла, кукуруза, картофель, подсолнечник), однако в этой зоне лимитирующий урожай фактор — влага, поэтому применение агротехнических приемов, направленных на накопление и сохранение влаги позволят повысить эффективность удобрений. Согласно данным Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока (Саратов), эффективность навоза во влажные годы в 1,5 раза больше, чем в засушливые, за счет лучшего водного режима и медленного разложения навоза. В этой зоне имеет значение и глубина заделки удобрений: верхний слой почвы быстро пересыхает, поэтому внесенные питательные вещества становятся недоступными для растений.
Таблица. Система удобрений в зерносвекловичном севообороте (навоз в т, NPK в кг на 1 га)2Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. - М.: "Былина", 2000. - 555 с.
| Занятый пар | ||||||||||
| Озимые | ||||||||||
| Сахарная свекла | ||||||||||
| Яровые зерновые + клевер | ||||||||||
| Клевер 1-го года пользования | ||||||||||
| Озимые | ||||||||||
| Сахарная свекла | ||||||||||
| Кукуруза на зерно | ||||||||||
| Яровые зерновые | ||||||||||
В Центрально-Черноземной зоне эффективными фосфорные удобрения, калийные — дают небольшую прибавку урожая, а на солонцеватых почвах и солонцах вовсе неэффективны.
В степных районах распространено орошаемое земледелие, система удобрения которого отличается более высокими дозами минеральных удобрений, чем в богарном. Согласно данным опытов, проведенных в Самарской области, при поливе и действии удобрений содержание белка в зерне озимой пшеницы увеличивается на 2,8%, яровой — на 1,8%.
Высокие дозы удобрений вносят под хлопчатник, как наиболее ценную техническую культуру орошаемого земледелия. Под него вносят более 0,8-1 т минеральных удобрений на 1 га. За вегетационный период хлопчатник несколько раз подкармливают, расходуя 25-30% от общего количества удобрений. Высокие дозы удобрений применяют также под овощные культуры.
При разработке системы удобрения учитывают кислотность почв, при необходимости, предусматривают известкование. Как правило, известь вносят в паровом поле и под пропашные культуры.
Способы внесения удобрений
В производстве применяют несколько способов внесения удобрений:
- допосевное, или основное;
- предпосевное;
- припосевное;
- послепосевное, или подкормки.
Допосевное, или основное, внесение удобрений обеспечивает растения питательными веществами в течение всего вегетационного периода. Эти удобрения используются растениями, когда их корневая система хорошо разовьется. Основное удобрение вносят на достаточную глубину во влажный слой почвы, чаще всего под вспашку и в больших количествах.
В различных зонах страны основное удобрение вносят в сроки, оптимальные для данного региона. Если глубоку вспашку проводят осенью, а весной — поверхностные обработки, то основное удобрение заделывают осенью. Там, где, кроме зяблевой обработки, применяют весеннюю перепашку, минеральные удобрения, за исключением фосфорных, целесообразно вносить весной.
Предпосевное и припосевное удобрение проводят перед посевом или одновременно с ним. Эти удобрения обеспечивают молодые, развивающиеся растения питательными веществами в первые фазы роста. Дозы таких удобрений небольшие. Заделывают их в почву во время предпосевной культивации или немного глубже в рядки или лунки при посадке растений. Эти приемы внесения оказываются наиболее эффективными, однако при иссушении верхнего слоя почвы в районах недостаточного увлажнения действие такого удобрения снижается.
Послепосевное удобрение, или подкормки, обеспечивают растения питательными веществами в определенные фазы роста и развития, когда возникает наибольшая потребность в определенных элементах питания. Весной, после схода снега, озимые культуры нуждаются в подкормке прежде всего азотными удобрениями, в меньшей степени — фосфорными и калийными. Для культур сплошного сева удобрения равномерно распределяют по полю. Подкормки пропашных культур проводят во время междурядных обработок культиваторами-растениепитателями.
Различные способы внесения дополняют друг друга, поэтому правильное их сочетание повышает эффективность удобрений.
Нормы внесения удобрений
Определение научно обоснованных оптимальных доз и соотношений удобрений под культурами, учитывающих биологические особенности и чередование культур, почвенно-климатические и организационно-экономические условия, является важной частью систем агрохимических исследований и практики применения удобрений, мелиорантов, средств защиты и регуляторов роста растений.
На практике система удобрения в агроценозе состоит из этапов:
- долгосрочная (минимум на ротацию севооборота) общая схема оптимальных доз и соотношений удобрений, разработанная с учетом плодородия почв агроценоза;
- годовой план использования удобрений — коррекция доз общей схемы с учетом фактического размещения культур по полям, различий в плодородии полей, метеоусловий и организационно-экономических факторов конкретного года и распределение скорректированных доз по способам и срокам внесения с указанием конкретных оптимальных форм удобрений;
- календарный план приобретения и применения удобрений, составленный с указанием объемов конкретных удобрений на всю удобряемую площадь;
- коррекция доз годового плана при реализации по результатам почвенной и растительной диагностики питания растений.
Все перечисленные этапы системы удобрения связаны между собой, причем каждый последующий является логическим продолжением предыдущего.
Литература
Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.
Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.
Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.
