UniversityAgro.ru » Агрохимия » Эффективность удобрений от агротехнических факторов

Эффективность удобрений от агротехнических факторов

Способы внесения удобрений

Задача приемов внесения удобрений — обеспечить оптимальные условия питания растений в течение вегетации. При выборе приемов внесения необходимо учитывать потребность культуры в питательных элементах по фазам роста и возможность размещения их в зоне наибольшего соприкосновения с корневой системой. На выбор приемов внесения удобрений влияют свойства удобрений, их подвижность, особенности взаимодействия с почвенным поглощающим комплексом, наличие в удобрении примесей и отношение к ним сельскохозяйственных культур. От приема внесения и способа заделки удобрений зависит их размещение в пахотном слое.

Таблица. Распределение удобрений (%) при заделке разными орудиями по жнивью зерновых культур1

Орудие и глубина (см) обработки почвы
Суперфосфат
Калийная соль
Слой почвы, см
0-5
5-10
10-20
20-30
0-5
5-10
10-20
20-30
Плуг с предплужником, 20
17
21
62
-
18
30
52
-
Плуг без предплужника, 20
48
30
22
-
42
33
25
-
Плуг с предплужником, 30
15
18
37
30
18
19
32
31
Плуг без предплужника, 30
43
27
24
6
46
20
27
7
Тяжелая дисковая борона в два следа, 20
17
39
44
-
16
32
52
-
Культиватор с универсальными лапами, 20
38
38
24
-
38
31
31
-
Культиватор с пружинными лапами
24
33
43
-
39
29
32
-

При заделке бороной 75-98% внесенных удобрений располагаются в верхнем слое почвы на глубине до 3 см. Такой прием может быть эффективен в районе достаточного увлажнения или при орошении на легких почвах, а также при поверхностной подкормке культур сплошного сева, например, озимой пшеницы, растворимыми и подвижными азотными удобрениями. В степных районах при недостаточном и неустойчивом увлажнении этот прием заделки малоэффективен.

При заделке удобрений плугом с предплужником большая часть удобрений заделывается в нижние слои почвы, где они хорошо действуют и используются растениями при достаточном развитии корневой системы. Однако в начале вегетации культура может испытывать недостаток питательных веществ. Поэтому в этом случае возникает необходимость в дополнительном внесении удобрений, обеспечивающих питание растений в первые фазы роста.

При разбросном внесении удобрений по поверхности поля заделка различными почвообрабатывающими орудиями осуществляется неудовлетворительно и не соответствует потребностям сельскохозяйственных культур. При обработке даже одним и тем же орудием распределение удобрений, внесенных разбросным способом по профилю почвы, зависит от их физических свойств.

Таблица. Размещение удобрений (в %) в пахотном слое почвы в зависимости от способа заделки2

Глубина пахотного слоя, см
Способ заделки
легкой бороной
тяжелой бороной
тяжелым 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

Наибольший эффект под всеми культурами достигается при локальном внесении удобрений на заданную глубину, которая обычно составляет не менее 8-10 см для тяжелых и 12-15 см для легких по гранулометрическому составу почв. Согласно обобщенным ВИУА за более чем 20 лет данным, урожаи всех культур от локализации равных доз удобрений возрастают в среднем на 0,5-1,0 т/га зерн. ед. по сравнению с разбросным внесением, причем более значительно под интенсивными сортами культур. При локализации питательные вещества удобрений более полно используются растениями, снижаются их потери, дозы удобрений при этом можно уменьшить на 30-50% по сравнению с разбросным внесением, повысив таким образом удобряемую площадь и эффективность в 2 раза.

Эффективность удобрений возрастает с глубиной заделки, с уменьшением влагообеспеченности посевов. При одной и той же влагообеспеченности зависит от подвижности видов и форм удобрений. Глубина заделки важна для органических и фосфорных, меньше — для калийных, азотных и микроудобрений.

При достаточном количестве атмосферных осадков эффективность органических, фосфорных и калийных удобрений, прежде всего на дерново-подзолистых почвах, возрастает с увеличением глубины заделки в пределах окультуренного пахотного слоя. При более глубокой обработке таких почв эффективность снижается, так как они разбавляются большим объемом бедной питательными элементами почвы с неудовлетворительными агрохимическими и физическими свойствами.

Эффективность удобрений зависит от времени основной обработки почвы, особенно для азотных удобрений. Например, при поздней зяблевой обработке минерализация корневых и пожнивных остатков из-за короткого периода минимальная, поэтому на таком фоне возрастает эффективность азотных удобрений.

Посадка

Сроки и способы посева (посадки), качество посевного (посадочного) материала влияют на эффективность удобрений. На окультуренных плодородных почвах потери урожая при запаздывании с посевом на 1 день составляют 0,10-0,15 т/га. Сроки посева прежде всего важны в южных районах страны: при оптимальных сроках повышается устойчивость культур к засухе, суховеям, а также к ранним осенним и поздним весенним заморозкам. В Нечерноземной зоне опоздание с посевом на 10 и более дней для большинства культур приводит к снижению урожаев, особенно при недостатке влаги в период вегетации.

Эффект от удобрений зависит от нормы высева семян и густоты стояния растений, то есть от площади питания каждого растения. Оптимальные нормы высева семян и густоты стояния растений приводятся в справочниках и зависят от окультуренности почв. В пределах одного вида растений на одной и той же почве эти нормы колеблются в зависимости от сортов, устойчивости к полеганию и качества посевного материала. Переход от высококлассных семян элитных сортов к менее качественным снижает эффективность удобрений.

Качественное и своевременное проведение работ до посева, при посеве, в период вегетации и уборки урожаев повышает эффективность удобрений. Создание за счет удобрений и мелиорантов оптимальных условий питания растений повышает их устойчивость к неблагоприятным факторам, в частности, к болезням, вредителям и сорным растениям. Так, минеральные удобрения повышают устойчивость ячменя к шведской мухе, озимой пшеницы к шведской и гессенской мухам, всех зерновых культур, особенно фосфорные, к корневым гнилям и бурой ржавчине. В то же время азотные удобрения, особенно при их избытке, могут снижать устойчивость культур к болезням и вредителям.

Взаимное влияние средств защиты растений и удобрений

Удобрения в оптимальных дозах и соотношениях уменьшают активность снежной плесени в посевах озимых культур и одновременно повышают конкурентные способности культур сплошного посева, особенно озимых, по отношению к сорным растениям. Минеральные удобрения отдельно и в сочетании с органическими повышают устойчивость картофеля к фитофторозу, ризоктониозу и парше обыкновенной. Последняя хотя и появляется чаще при известковании почв, может подавляться борными удобрениями. Удобрения не заменяют защиту растений биологическими, химическими и агротехническими средствами.

Засоренность посевов снижает урожайность возделываемых культур вследствие конкуренции сорняков за условия питания. Сорные растения из-за различной и большей, чем у культурных растений, потребностью в питательных элементах изменяют популяции преобладающих видов при удобрении посевов. Поэтому преобладание того или иного вида и форм удобрений позволяет прогнозировать преобладающие виды сорняков и корректировать систему мер борьбы с ними.

Таким образом уничтожение сорной растительности доступными методами косвенно влияет на эффективность удобрений.

Под предпосевную обработку возможно совместное внесение удобрений и гербицидов корневого действия. Обработку гербицидами также совмещают с подкормками озимых зерновых и многолетних трав азотными удобрениями, а также с некорневыми подкормками азотными и микроудобрениями в сочетании с фунгицидами, инсектицидами и регуляторами роста растений.

В серии полевых опытов с кукурузой на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, обобщенных на кафедре агрохимии МСХА, сорняки снижали эффективность удобрений в посевах в 5 раз, гербициды повышали эффективность удобрений более чем в 4 раза по сравнению с засоренными посевами, но были менее эффективны, чем ручная прополка посевов.

Гербициды оказывают угнетающее действие и на защищаемую культуру, однако вред от сорняков более значителен, поэтому химическая прополка очень эффективна.

Оптимизация доз и соотношений удобрений под конкретную культуру повышает конкурентную способность к сорнякам, к применяемым гербицидам и другим неблагоприятным факторам среды. Так, при комплексном воздействии доз удобрений (N43P33K74 и N86P66K148), симазина (до всходов) и 2,4-Д (по всходам) на серой лесной почве урожай зеленой массы кукурузы (за 100% принят урожай без удобрений с однократной ручной прополкой) составил: в удобренных вариантах без гербицидов — общий 83% и 115%, в том числе початков молочно-восковой спелости 105% и 151%; то же + одна ручная прополка 131% и 124%, в том числе початков 170% и 186%; удобрения + симазин 131% и 151%, 221% и 232%; то же + 2,4-Д 160% и 164%, 307% и 230%. Наиболее эффективной оказалась первая доза удобрений в сочетании с симазином до всходов (2 кг/га) и бутиловым эфиром 2,4-Д по всходам (0,6 кг/га). Общая масса при этом возросла в 1,6 раза, початков — в 3 раза по сравнению с вариантом без гербицидов.

Здоровое, не поврежденное вредителями или другими факторами среды растение лучше реагирует на улучшение условий питания. Так, согласно данным Ротамстедской опытной станции, урожай зерна яровой пшеницы, поврежденной нематодами и грибными заболеваниями, при N75 составил 1,45 т/га, а при обработке почвы формалином увеличился до 3,75 т/га. Применение N225 без формалина обеспечило урожай 2,93 т/га, а в сочетании с ним — 4,49 т/га.

Севооборот

Эффективность удобрений зависит от вида и урожайности предшественников удобряемых культур, от состава и схемы чередования культур во времени и пространстве, то есть от севооборота. Многие культуры обладают способностью усваивать питательные вещества из труднодоступных соединений: бобовые культуры за счет азотфиксации могут обеспечить собственные потребности в азоте на 50-97%, люпины, гречиха, горчица обладают способностью усваивать фосфор труднодоступных фосфатов почв и удобрений.

После минерализации корневых и пожнивных остатков этих культур содержащиеся в них питательные элементы становятся доступными для последующих культур, не обладающих подобными биологическими особенностями. Это одна из причин лучшего усвоения питательных элементов и большей эффективности последних в севооборотах по сравнению с бессменными посевами. Плодосменный севооборот является одним из способов увеличения круговорота питательных веществ на конкретной территории и повышения продуктивности возделываемых культур.

Другой причиной повышения эффективности удобрений под культурами в севооборотах является улучшение фитосанитарной состояния посевов. В севообороте создаются лучшие условия для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями растений.

Согласно данным 86-летнего опыта кафедры земледелия МСХА, обобщенным А.А. Алферовым за 1978-1998 гг., о средних урожаях культур при разном удобрении в севообороте и в бессменных посевах на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, средняя урожайность озимой ржи при бессменном возделывании и в севообороте составила: без удобрений 1,29 и 2,51 т/га, при применении минеральных удобрений 2,33 и 2,97 т/га, при сочетании минеральных удобрений с навозом на фоне извести 2,68 и 3,25 т/га. Таким образом, удобрительная ценность севооборота снижается при применении минеральных удобрений, но и фитосанитарная роль постоянно обеспечивает более высокую эффективность удобрений.

Средняя урожайность клубней картофеля составила соответственно: без удобрений 8,3 и 9,2 т/га, по минеральным удобрениям — 19,1 и 19,1 т/га, при сочетании минеральных удобрений и навоза на фоне извести — 16,7 и 23,3 т/га. Эту культуру можно возделывать бессменно, однако фитосанитарная роль севооборота проявилась при сочетании извести, навоза и минеральных удобрений максимальным урожаем.

Средняя урожайность ячменя составила соответственно: без удобрений — 0,39 и 0,31 т/га, по минеральным удобрениями на фоне извести — 2,59 и 2,83 т/га, при сочетании минеральных удобрений, навоза и извести — 2,79 и 3,25 т/га. Фитосанитарная роль севооборота в этом примере проявляется в повышении эффективности возрастающей насыщенности удобрениями только на фоне извести.

Средний урожай сена клевера составил соответственно: без удобрений 1,95 и 3,60 т/га, по фосфорно-калийным удобрениями на фоне извести — 5,55 и 6,66 т/га, при сочетании минеральных удобрений, навоза и извести — 5,85 и 5,99 т/га. Данный пример показывает удобрительную и фитосанитарную роль севооборота и реальные возможности клевера удовлетворять потребность в азоте.

По мере совершенствования агротехники культур под влиянием удобрений возрастает урожайность как в севооборотах, так и в бессменных посевах; как на бедных, так и на окультуренных почвах. Разные культуры неодинаково реагируют на удобрения, возделывание в севооборотах и сочетания этих факторов.

Согласно обобщенным данным опытов кафедры земледелия МСХА, вклад севооборота, удобрений и их сочетания в Нечерноземной зоне в общую прибавку урожаев соответственно составляет:

У зерновых культур более 55 % прибавки урожаев обусловлено севооборотами и только 32-36% — удобрениями, у пропашных 55-81% — удобрения и только 6-22% — севооборотами. Это означает, что пропашные культуры следует размещать в прифермских севооборотах, допустимо практиковать повторные посевы и возделывание в выводных полях. Это становится важным в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства.

В условиях недостаточного увлажнения чистые пары в севооборотах улучшают влагообеспеченность, усиливают минерализацию органического вещества и облегчают борьбу с сорной растительностью. Поэтому под культурами, идущими по чистым парам, эффективность фосфорно-калийных и органических удобрений возрастает, азотных — снижается. По занятым парам эффективность всех удобрений обычно выше, чем по чистым.

По пласту и обороту пласта многолетних трав эффективность органических и азотных удобрений снижается, а фосфорно-калийных — возрастает.

Влагообеспеченность

Влагообеспеченность почв и культур — фактор эффективности удобрений. В зонах недостаточного увлажнения и засушливого климата удобрения малоэффективны, применяются в небольших количествах — до 20-30 кг/га д.в. В этих условиях более эффективны фосфорные удобрения, внесенные при посеве в дозах 10-20 кг/га д.в. Только при орошении эффективность существенно возрастает, в первую очередь азотных, затем фосфорных и органических удобрений.

В Нечерноземной зоне выделяют три региона с разной нуждаемостью в гидромелиорации:

  1. Регион неустойчивого увлажнения представлен выщелоченными черноземами, серыми лесными и оподзоленными почвами. Здесь развито богарное земледелие для большинства культур в сочетании с орошаемым для овощных, кормовых и других влаголюбивых культур. Эффективность удобрений при орошении здесь существенно возрастает. Так, в среднем за 18 лет, согласно данным ВИУА, прибавка зеленой массы кукурузы от удобрений при орошении возрастала на 15,6 т/га, кормовой свеклы — на 20,0 т/га, зерна гречихи — на 0,35 т/га.
  2. Регион достаточного увлажнения представлен дерново-подзолистыми почвами, на которых, прежде всего низковлагоемких, перспективно орошение в сочетании с удобрениями под овощными и кормовыми культурами.
  3. Регион избыточного увлажнения представлен дерново-подзолистыми почвами и торфяниками, на которых для повышения эффективности удобрений требуется осушение и только в отдельные периоды применяется орошение овощных и кормовых культур. На осушенных торфяных и минеральных почвах эффективны калийные, медные, фосфорные и азотные удобрения. Система осушения почв в этом регионе должна функционировать при необходимости в засушливые годы или периоды кратковременных засух, также как оросительная.

Литература

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.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Ссылки

  1. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
  2. 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.