Агрохимия

7.1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТРЕБНОСТИ КУЛЬТУР В ПИТАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Неодинаковая потребность различных видов и сортов сельскохозяйственных культур в элементах питания в одних и тех же почвенно-климатических условиях обусловлена (и объясняется) неодинаковым вещественным (сахар, крахмал, белки, клетчатка, жиры, витамины и т. д.) и, следовательно, элементным (азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера и т. д.) составом основной (товарной) и побочной (нетоварной) продукции, а также разными соотношениями этих двух видов продукции в хозяйственных урожаях.

Существенное влияние на изменение вещественного и элементного состава и, следовательно, потребностей в питательных элементах любой культуры (и сорта) оказывают все жизненно важные факторы внешней среды, влияющие на рост, развитие, а в конечном итоге на величину, качество и соотношения основной и побочной продукции каждой культуры (и сорта).

Сведения о вещественном и элементном составе основной и побочной продукций большинства сельскохозяйственных культур приведены в главе 2, а более широко и подробно — в различных (лучше зональных) справочниках и рекомендациях научно-исследовательских сельскохозяйственных учреждений.

Неодинаковая потребность различных культур в питательных элементах еще более наглядно выражается в абсолютных величинах в виде биологического, а чаще хозяйственного выноса их с соответствующими урожаями (кг/га) или в виде затрат их (относительного выноса) на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции (кг/т).

Для практического определения оптимальных доз, соотношений удобрений под отдельные культуры в севооборотах обычно используют хозяйственный вынос и затраты питательных элементов (кстати, затраты определяют именно по хозяйственному выносу) на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции.

Корневые и пожнивные (послеуборочные) остатки культур, являясь частью биологического выноса, для живых растений—дополнительный к надземной массе потребитель, а для следующих за ними после уборки — дополнительный источник (после минерализации) тех же самых количеств питательных элементов. Учитывая этот факт, а также трудоемкость работ и возможные ошибки в количественном и качественном (элементном) определении послеуборочных остатков, на практике определяют обычно хозяйственный вынос, а по нему — затраты питательных элементов на единицу продукции (табл. 111).

С ростом продуктивности возделываемых культур, вызванным улучшением почвенно-климатических, агротехнических условий и уровнем удобренности их, почти пропорционально возрастают и хозяйственные выносы питательных элементов с урожаями. Затраты элементов на единицу продукции при этом для одного и того же сорта в конкретных почвенно-климатических условиях остаются постоянными до тех пор, пока рост продуктивности этого сорта лимитируется недостатком удобрений.

Поэтому среднемноголетние данные о затратах питательных элементов на единицу продукции при той или иной продуктивности каждого сорта в конкретных почвенно-климатических условиях как генотипический признак — величины относительно постоянные и служат основой для расчетов хозяйственных выносов, балансов питательных элементов и оптимальных доз удобрений при любой, вплоть до максимальной, продуктивности этого сорта.

Вот почему оптимальное содержание питательных элементов в основной (желательно и в побочной) продукции следует указывать в агротехнике рекомендуемых для производства новых сортов сельскохозяйственных культур. Это одновременно и дополнительное подтверждение основных показателей качества товарной продукции (содержание белка, крахмала, сахара и т. д.) рекомендуемого сорта.

Каждая культура в индивидуальном развитии от семени до семени проходит характерный только для нее цикл (динамику) потребления питательных элементов, поэтому с помощью удобрений можно и нужно регулировать этот процесс на разных этапах роста и развития растений.

Первый этап — прорастание семян — всходы — характеризуется для всех культур относительно слабой потребностью в элементах питания. Но именно в этот период культуры наиболее чувствительны к недостатку, избытку и повышенной концентрации солей в почвенном растворе. Культуры еще не имеют развитую корневую систему и значительные корневые выделения, поэтому нуждаются в небольших количествах макроэлементов (5— 20 кг/га д. в.), но обязательно находящихся в легкоусвояемой водорастворимой форме.

Известно, что водорастворимые соли азота и калия, как правило, даже в бедных почвах содержатся, хотя и в небольших количествах, на глубине заделки семян, а водорастворимых солей фосфора даже в плодородных почвах практически нет. Поэтому небольшие дозы суперфосфата (10 кг/га Р₂0₅) обычно наиболее эффективны в качестве припосевного (припосадочного) удобрения под все культуры на всех почвах.

Под некоторые культуры (бобовые, овощные, пропашные и др.), особенно на очень бедных минеральным азотом почвах, совместно с фосфором эффективно применение азота, лучше в виде комплексного удобрения. И только отдельные культуры (все виды свеклы) положительно реагируют на добавление к фосфору и азоту калия также в виде соответствующего комплексного удобрения. Микроэлементы в состав припосевного удобрения добавляют (также лучше в виде комплексного удобрения) только тогда, когда посевной (посадочный) материал не обрабатывали соответствующим микроэлементом. Дозы припосевного (стартового) удобрения обычно не превышают 3—10 % общей потребности в них возделываемых культур, хотя иногда (при недостатке удобрений) этим и ограничиваются. Следует подчеркнуть, что недостаток в этот период того или иного элемента не может быть полностью компенсирован впоследствии даже избыточным питанием.

Второй этап — период интенсивного роста и развития вегетативной массы—для большинства культур характерен интенсивным поглощением прежде всего азота, затем фосфора и калия, а для калиелюбивых культур (подсолнечник, свекла, картофель, кукуруза и др.) калий занимает второе место. В этот, как и в последующий, период удобрения могут быть уже в виде солей, растворимых в слабых кислотах, но располагаться должны в зоне активно поглощающих их и воду корней растений. Здесь важна глубина заделки удобрений (особенно в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения). В зависимости от биологических особенностей культур, агротехнических и почвенно-климатических условий удобрения могут быть внесены как до посева (мелиоранты, органические, фосфорные, калийные и частично или полностью в условиях недостаточного увлажнения азотные), так и после всходов в виде подкормок (обычно микроудобрения, часто азотные и реже калийные). Микроудобрения применяют как некорневые, азотные — как корневые и некорневые и калийные — только как корневые подкормки.

Третий этап — период плодоношения или образования репродуктивных органов — для большинства культур характерен общим снижением интенсивности потребления элементов с одновременной сменой минимумов: возрастает потребность в фосфоре и калии, а для калиелюбивых культур в первую очередь в калии и снижается в азоте. В этот период происходит и интенсивное перераспределение ранее поглощенных элементов: отток их из листьев к семенам, плодам и корнеклубнеплодам. Потребляемые элементы удобрений должны быть в зоне активно поглощающих корней, т. е. внесены раньше в виде допосевного (фосфор и калий) удобрения, но могут быть и в виде подкормок (азотные, а для калиелюбивых культур — часть калийных).

Имея одинаковые этапы роста и развития, сельскохозяйственные культуры существенно различаются по длительности этих этапов и всего вегетационного периода и, следовательно, по динамике потребления питательных элементов.

Наиболее короткий период потребления, заканчивающийся к концу второго этапа роста, у конопли, льна, риса и яровых зерновых культур. Конопля, например, около 2/3 всех питательных элементов потребляет в период от бутонизации до цветения, рис и яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес) до 70—80 % элементов—от кущения до цветения, причем на третьем этапе роста и развития эти культуры могут даже терять часть ранее потребленных элементов с отпадом отмерших нижних листьев.

Следовательно, для культур с таким коротким периодом потребления питательных элементов все фосфорные, калийные и часть азотных (в зависимости от почвенно-климатических условий и ожидаемой продуктивности культур) удобрений должны быть внесены до посева и при посеве. Подкормки возможны только для части азотных удобрений с целью уменьшения потерь азота в зонах достаточного и избыточного увлажнения или повышения белковости зерна.

Подавляющее большинство остальных культур (картофель, свекла, кукуруза, озимые зерновые, капуста, огурец, лук, морковь и др.) имеют растянутый на три этапа период потребления питательных элементов, максимум потребления приходится на второй этап. Для этих культур наряду с допосевным и припосевным удобрениями целесообразны и подкормки наиболее подвижными формами (азотные, калийные, микроэлементные) удобрений.

Есть культуры (например, хлопчатник, томат), потребление элементов у которых растянуто до конца вегетации, но максимум наблюдается на третьем этапе роста и развития. Для таких культур наряду с допосевным (фосфорно-калийные и часть азотных) и припосевным [фосфорные и (или) фосфорно-азотные] удобрениями обязательны подкормки (азотные, микроэлементные и азотно-калиевые).

Сельскохозяйственные культуры при неодинаковой динамике потребления питательных элементов поглощают их в разных соотношениях. Например, соотношение N : Р₂0₅: К₂0 в хозяйственных урожаях в среднем у зерновых колосовых культур составляет 3:1:2,5, у корне-клубнеплодов — 3:1:4, у зернобобовых — 4: 1 : 2, т. е. на единицу фосфора различные культуры потребляют неодинаковые количества азота и калия.

Даже для одной и той же культуры (и сорта) соотношение элементов изменяется во времени, так как по мере роста и развития меняются массы и элементный состав образующих органов. Это обусловливает изменения порядка минимумов в разные этапы вегетации культур.

Динамика потребления питательных элементов зависит и от скороспелости сортов. Ранние (скороспелые) сорта культур, имея наиболее короткий период вегетации, обладают более интенсивным потреблением элементов. Поэтому они более требовательны к условиям питания, которое в виде удобрений обычно получают до посева (посадки) и при посеве (посадке).

Средне- и позднеспелые сорта потребляют элементы за более длинный период вегетации, обычно в больших количествах, поэтому под них удобрения вносят в несколько приемов: до посева, при посеве и в одну-две и более подкормок.

Итак, для определения общих доз и соотношений удобрений, а также для расчета баланса питательных элементов необходимо иметь данные о затратах питательных элементов на единицу основной и побочной продукции с целью получения того или иного уровня продуктивности каждой культуры (а лучше сорта). Для правильного распределения доз на допосевное, припосевное удобрения и подкормки нужны сведения о динамике потребления отдельных элементов за вегетацию.

Такие данные обычно приводятся в справочниках и рекомендациях зональных научно-исследовательских учреждений или в агротехнической характеристике районированных сортов культур. При отсутствии таких данных их можно (а специалистам нужно) определить самостоятельно. Для этого в хозяйстве выбирают поле (или участок) с выращенным высоким урожаем хорошего качества интересующей культуры (а лучше сорта), отбирают и анализируют (или сдают на анализы) образцы основной и побочной продукции.

По результатам анализов и урожайным данным рассчитывают хозяйственный вынос и затраты питательных элементов на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции, т. е. получают данные, как в таблице 111, но уже максимально уточненные для данного хозяйства. Отбирая и анализируя образцы с лучших участков несколько раз за вегетацию, можно получить максимально уточненные данные о динамике потребления питательных элементов интересующего сорта любой культуры.

Различия биологических потребностей культур (и сортов) в питательных элементах проявляются и в неодинаковой способности растений усваивать питательные элементы из труднодоступных соединений. Например, бобовые культуры в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивают молекулярный азот атмосферы, обеспечивая себя этим элементом минимум на 50 (зернобобовые), максимум на 95 % и более (люцерна и др.) и в значительной степени (особенно многолетние бобовые травы) улучшают азотное питание следующих за ними в севооборотах других культур.

Известна и способность люпинов, гречихи, горчицы и других культур усваивать фосфор из труднодоступных соединений и улучшать усвоение фосфатов следующих за ними в севооборотах культур.

К биологическим особенностям потребления питательных элементов относится и неодинаковая отзывчивость разных культур на органические и минеральные удобрения при эквивалентных дозах по питательным элементам.

В предыдущих главах (2, 3, 4) уже подробно сообщалось о неодинаковом влиянии на величину и качество продукции различных культур сопутствующих элементов (магний, натрий, сера, хлор, микроэлементы и др.) в составе известковых, минеральных и органических удобрений.

Таким образом, глубокие знания и всесторонний учет биологических особенностей потребления питательных элементов каждого вида и сорта возделываемых культур в конкретных условиях позволяют наиболее квалифицированно (профессионально) устанавливать и применять дозы, соотношения и комбинации видов, а также сроки, способы (приемы) и формы различных удобрений.

Эффективность удобрений, внесенных с учетом биологической потребности под культуру конкретного сорта, зависит и от комплекса факторов внешней среды. Под влиянием каждого из них она изменяется неодинаково, но наиболее значительно под влиянием первого лимитирующего (находящегося в минимуме), затем второго, третьего и т. д. вплоть до нерегулируемых факторов (возможности сорта, приход солнечной энергии, количество и распределение осадков в богарном земледелии и т. д.).

Всю совокупность факторов внешней среды можно объединить в три основные группы: почвенно-климатические, агротехнические и факторы, обусловленные количеством (насыщенность, дозы) и качеством (виды, соотношения, комбинации и формы) удобрений.

7.2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Почвенные условия. Процессы образования каждого типа почв, как известно, обусловлены природой и свойствами материнских пород, климатом, флорой и фауной конкретных территорий. Можно с уверенностью утверждать об огромном влиянии почвенно-климатических условий на изменения эффективности не только всевозможных удобрительных, но и любых других средств химизации.

Максимальные относительно контроля прибавки урожаев всех возделываемых культур от органических и минеральных удобрений при раздельном и совместном применении их достигаются на наиболее бедных (малоплодородных) почвах. С переходом к более плодородным и окультуренным почвам возрастает роль в качестве лимитирующих факторов роста и развития растений климатических и других условий, поэтому эффективность удобрений, как правило, снижается.

Если говорить о конкретных типах и подтипах почв, то подобное явление наблюдается при переходе от дерново-сильноподзолистых, к средне- и слабоподзолистым, далее от светло- к темносерым лесным, затем от оподзоленных и выщелоченных к обыкновенным и южным черноземам, далее от темно- к светло-каштановым почвам.

В пределах каждого типа и подтипа эффективность удобрений зависит от гранулометрического состава почвы. Но и здесь наблюдается общая для разных по плодородию почв закономерность: чем беднее почва (более легкого гранулометрического состава), тем больше относительные прибавки (% от контроля) урожаев культур от удобрений. Хотя абсолютные прибавки (т/га) на более плодородных (окультуренных) почвах (по типу, подтипу, разности и гранулометрическому составу) часто выше, чем на менее плодородной.

Если рассматривать роль отдельных видов удобрений в формировании урожаев возделываемых культур, то азотные удобрения наиболее эффективны на дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах и на всех орошаемых почвах. Для подзолистых суглинистых почв, например, типична следующая средняя обеспеченность урожаев культур отдельными элементами (% от максимальной продуктивности): азотом 38, фосфором 76 и калием 82. С улучшением влагообеспечен-ности эффективность азотных удобрений возрастает на всех типах и разностях почв.

Фосфорные удобрения наиболее эффективны в районах недостаточного увлажнения и засушливого климата на южных, обыкновенных черноземах, каштановых и бурых почвах, а также на слабоокультуренных почвах других типов. Например, на дерново-подзолистых неокультуренных разностях (1—2-го класса) они могут по эффективности даже превосходить азотные удобрения.

Калийные удобрения наиболее эффективны на торфяных, затем на дерново-подзолистых и серых лесных почвах. На других типах почв (сероземы, каштановые и черноземы) эффективность их резко снижается, а нередко отсутствует.

По гранулометрическому составу на легких разностях всех типов почв, как правило, возрастает эффективность азотных, калийных и микроудобрений, а на тяжелых — фосфорных удобрений. Причем в первом случае это связано с более легкой вымываемос-тью элементов, во втором — с большим закреплением фосфора в труднодоступные соединения. Если тяжелые разности представлены минералами, способными фиксировать калий и аммоний, то на них наряду с фосфорными эффективны калийные и азотные удобрения.

Об эффективности удобрений на почвах с неблагоприятной (кислой или щелочной) реакцией нужно судить по отношению к ней возделываемых культур. Отношение культур к реакции почв, методы определения нуждаемости в мелиорации и доз мелиорантов в разных ситуациях подробно изложены в главе 4. Следует отметить, что химическая мелиорация (известкование и гипсование) почв, как уже подчеркивалось, должна всегда предшествовать применению удобрений.

Эффективность всех видов удобрений под всеми культурами значительно возрастает при нейтрализации кислых и щелочных почв и достигает максимума при оптимальной для возделываемых культур реакции. Например, по обобщенным средним данным опытов с ячменем на дерново-подзолистых почвах, окупаемость 1 кг азота удобрений прибавкой урожая зерна при рН_С0Л меньше 5 составляла 7,6—8,4 кг, при рН_С0Л больше 5,6 — 18,6—20,2 кг.

Эффективность каждого вида удобрений снижается с ростом обеспеченности любого типа, подтипа и разности почв усвояемыми для растений формами соответствующих элементов и, как правило, исчезает на всех разностях при высокой или очень высокой (5—6-й класс), а нередко и при более низкой обеспеченности ими.

Например, по обобщенным Л. М. Державиным (1992) данным многочисленных опытов агрохимической службы страны (ЦИНАО) с озимой пшеницей на дерново-подзолистых среднеобеспеченных калием (100мг/кг) почвах, прибавки урожаев зерна от 60 кг/га Р₂<Э₅ составили: при содержании подвижного фосфора в почве 50 мг/кг — 0,43 т/га, 100 мг/кг — 0,36 т/га и 150 мг/кг — 0,28 т/га, а на выщелоченном черноземе — соответственно 0,94; 0,51 и 0,08 т/га. От 60 кг/га К₂0 прибавки урожаев зерна озимой пшеницы составили: на дерново-подзолистых почвах при содержании обменного калия 50 мг/кг — 0,64 т/га, 100 мг/кг— 0,33 т/га и 150 мг/кг — 0,02 т/га, а на среднеобеспеченных фосфором (125 мг/кг) темно-серой лесной почве и оподзоленном черноземе при содержании обменного калия 75 мг/кг —0,49 т/га, 125 мг/кг —0,25 т/га и 175 мг/кг — 0,02 т/га.

Аналогичные закономерности изменения эффективности всех видов минеральных удобрений типичны для всех видов возделываемых культур на любых почвах, но проявляются с неодинаковой интенсивностью. Удобрения (и мелиоранты) одновременно изменяют агрохимические показатели pH, Hr, S, Т (ЕКО), V, содержание и степень подвижности питательных элементов, органического вещества и другие свойства почв. В качестве примера приведем фрагмент данных длительного стационарного опыта кафедры земледелия Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева, где на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве проводили опыты с 1912 г. В варианте без удобрений средний урожай картофеля за 1955—1972 гг. составил 6,7 т/га, а в 1973 г. при внесении N₁₀₀P₁₅₀K₁₂₀ — 16,0 т/га и почва имела pH 3,83; содержание гумуса 1,45 %, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) соответственно 19 и 41 мг/кг. В варианте систематического применения удобрений средний урожай картофеля за эти годы 15,4 т/га, а в 1973 г. при той же дозе удобрений 24,7 т/га; pH почвы 3,92, содержание гумуса 1,61 %, подвижного фосфора и калия соответственно 100 и 133 мг/кг. В варианте с систематическим применением минеральных удобрения и навоза и периодическим известкованием почвы средний урожай картофеля за те же годы составил 19,1 т/га, а в 1973 г. при той же дозе удобрений — 32,1 т/га, а почва, как и следовало ожидать, оказалась наиболее плодородной (pH 5,67, содержание гумуса 2,07 %, подвижных фосфора и калия соответственно 128 и 207 мг/кг).

Аналогичные данные с картофелем и многими другими культурами получены и в других длительных опытах, проводимых в разных странах. Они убедительно свидетельствуют о громадной, если не решающей роли удобрений и мелиорантов в повышении урожайности культур и улучшении качества получаемой продукции с одновременным регулированием (как правило, повышением) плодородия почв.

Накопленные с помощью удобрения (и мелиорантов) подвижные формы питательных элементов со временем распределяются по всему корнеобитаемому слою и оказываются наиболее ценными при неблагоприятных условиях, когда внесение свежих удобрений (и мелиорантов) даже в высоких дозах при неизбежной локализации их в какой-то части пахотного горизонта может быть менее эффективным.

Систематическое агрохимическое обследование почв, проводимое с 1965 г. во всех хозяйствах (включая приусадебные и дачные участки), выявило существующую неоднородность (пестроту) агрохимических показателей в пределах не только типов, подтипов и разностей почв, но и часто одного поля или даже участка поля. Это обстоятельство обусловило необходимость практического учета имеющихся различий при классификации почв по этим показателям (классификация приведена ранее в главе 3) и при определении и коррекции доз соответствующих удобрений.

По относительным показателям (классам, группам) почв корректируют рекомендуемые дозы удобрений под все культуры, если в рекомендации это не указано — введением соответствующих поправочных коэффициентов.

Поправочные коэффициенты к дозам должны обеспечивать получение желаемой (плановой, возможной) урожайности культур хорошего качества с одновременным регулированием обеспеченности почв соответствующими элементами. Поэтому при средней обеспеченности почвы питательными элементами конкретной культуры (3-й класс — для зерновых, зернобобовых и трав,

4-й класс — для пропашных и 5-й класс — для овощных, а по фосфору и для технических культур) поправочный коэффициент к дозе равен 1. При возделывании культур на более бедной (менее окультуренной), чем средний класс, почве поправочный коэффициент должен быть больше 1, чтобы не только обеспечить культуру, но и одновременно повысить обеспеченность почвы этим элементом, а на более плодородной, чем средний класс, почве — меньше 1 с целью частичного использования почвенного изобилия по этому элементу. При изменении на один класс доза соответствующего удобрения в среднем для всех культур должна изменяться на 20—30 %, т. е. для почвы беднее средней для конкретной культуры на один класс поправочный коэффициент должен быть 1,2—1,3, на два класса — 1,4—1,6 и т. д., для почвы богаче средней на один класс — 0,8—0,7, на два класса — 0,6—0,4 и т. д.

Применение поправочных коэффициентов к рекомендуемым дозам удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях устраняет недостаток рекомендаций, грубые ошибки в применении удобрений и тем самым повышает их агрономическую и экономическую эффективность.

По абсолютным показателям содержание усвояемых форм питательных элементов в почве (мг/кг) пересчитывают (принимая массу пахотного слоя почвы на 1 га равной 3 млн кг) в кг/га путем умножения (после соответствующих сокращений) на 3 и определяют (по результатам полевых опытов) часть их, усвоенную культурой, которую называют коэффициентом использования соответствующего питательного элемента почвы (КИП) по следующей формуле:

КИП=^~100,

3

где В_{) — хозяйственный вынос элемента в варианте без удобрений (или без этого удобрения), кг/га; 3 —запасы подвижных форм элемента, кг/га; 100 — для выражения в %.

Разберем конкретный пример (табл. 112, данные Вергей) по определению КИП картофелем на дерново-среднеподзолистой супесчаной почве с pH 4,8, Нг 3,5 и S 3 мгэкв/100г, V 46,1 %, обеспеченность фосфором и калием по Кирсанову 67 и 102 мг/кг, легкогидролизуемого азота 50 мг/кг, содержание гумуса 1,5%. Следовательно, в пахотном слое этой почвы (при массе его 3 млн кг) содержится: 201 (67 • 3) кг/га Р₂0₅, 306 (Ш2 -3) кг/га К₂0 и 150 (50 • 3) кг/га N. Картофель в варианте без удобрений с хозяйственным урожаем 6,2 т/га вынес 94 кг/га N, 27 кг/га Р₂0₅ и

127 кг/га К₂0, следовательно, KHn_N =

27100

201

=13%; КИП_К2о =

127100

306

=41%.

94-100 150

=63%;

КИПр₂о₅ =

Одновременно можно определить эти показатели и в парных комбинациях, где соответствующее удобрение не вносили: по

РК —KHn_N = ^{U0 10}°=73%, по NK-КИПр.о. =-^^=18 %, по 150 ^Р2°³ 201

N,n ,/,ЛП 201100

NP—KHn_Kl0⁼-—=66%.

к₂о ₃₀₆

Как видно из приведенных данных и расчетов, коэффициенты использования питательных элементов почвы значительно изменяются по влиянием удобрений, а определяют их, как правило, для всех культур только в вариантах без удобрений.

Обобщение Л. М. Державиным (1992) многочисленных данных опытов ЦИНАО показало даже при одинаковом уровне исходной обеспеченности сильное варьирование КИП фосфора и калия, составившее соответственно: для озимой пшеницы 63 и 55 %, озимой ржи 78 и 89, яровой пшеницы 52 и 56, ярового ячменя 55 и 95, картофеля 63 и 85, сахарной свеклы 71 и 41, льна-долгунца 64 и 86%.

При увеличении от низкой до высокой обеспеченности почв подвижными элементами КИП фосфора и калия снижались (т. е. изменялись) еще значительнее: для озимой пшеницы в 4,6—5,7 и

2.7— 3,4 раза, озимой ржи в 3,7—4,5 и 3,9 раза, яровой пшеницы в

1.7— 3,2 и 2,7—2,8 раза, ячменя в 3,9—5,1 и 1,8—2,6 раза, картофеля в 3,8—4,4 и 2,9 раза, сахарной свеклы в 4,9—6,4 и 2,3—2,6 раза, льна-долгунца в 6,0 и 2,0—2,3 раза.

Особенно сильно КИП всех элементов колеблются под влиянием погодных условий. По обобщенным на кафедре агрохимии Московской сельскохозяйственной академии данным из различных источников коэффициенты использования разными культурами подвижного фосфора в зависимости от погодных и агротехнических условий колебались в 10—15 раз, а калия — вЮ раз.

Следовательно, для коррекции и определения доз удобрений по результатам обеспеченности почв усвояемыми (подвижными) формами питательных элементов лучше пользоваться не абсолютными (мг/кг и КИП), а относительными показателями (класс, поправочные коэффициенты) их, так как указанная выше вариабельность первых от многих факторов может привести (часто и приводит) не к повышению, а к снижению эффективности удобрений.

Климатические и погодные условия (уровень светового питания растений, температура и влажность почвы и воздуха). В общем комплексе факторов, определяющих эффективность удобрений, они часто имеют решающее значение.

Чем выше уровень светового питания при нормальной влаго-обеспеченности, тем больше синтезируется углеводов в растениях и тем больше азота они способны усвоить. Свет воздействует на питание растений не только через фотосинтез, но и через транспирацию, которая, влияя на транспорт питательных элементов, определяется солнечной радиацией, влажностью и температурой воздуха. С повышением влажности воздуха устойчивость растений к увеличению концентрации питательных растворов возрастает.

Температура почвы определяет темпы трансформации питательных элементов в ней и поглощение их растениями. При температуре 8—10°С уменьшаются поступление, передвижение и включение в обмен веществ азота и фосфора, а при температуре 5—6 °С и ниже потребление корнями этих (и других) элементов резко снижается. С повышением температуры с 10 до 25 °С возрастают мобилизация в почве и поглощение растениями питательных элементов почвы и удобрений.

Оптимальная температура днем (23—25 °С) соответствует 14— 16 °С среднесуточных температур и обычно совпадает с периодом выхода в трубку — колошением зерновых колосовых культур. В Нечерноземной зоне, по данным А. П. Федосеева, среднемесячная температура летнего периода выше 18,1 °С несколько снижает эффективность удобрений, а в Черноземной зоне повышение температуры воздуха за май—июль на 1 °С больше многолетней нормы снижает прибавку урожаев зерна от удобрений (при дозах 120— 180 кг/га д. в.) в среднем на 0,02 т/га.

Увеличение дефицита влажности воздуха на 1 гПа в мае снижает эффективность удобрений в среднем на 40 кг/га, в июле — на 4 кг/га.

Влагообеспеченность почв страны определяется годовым количеством осадков, которое уменьшается с севера на юг и с запада на восток в европейской части, а в азиатской — с востока на запад.

Уменьшение годовой нормы осадков с севера на юг на 100 мм в европейской части России снижает эффективность средних доз удобрений в среднем на 0,11 т/га для всех зерновых культур и на 0,19 т/га для озимых культур. Снижение запасов влаги в почве на 10 мм за вегетацию зерновых культур снижает прибавки от удобрений в среднем на 10—20 кг/га. Если при отношении количества осадков к уровню испаряемости, равном 1, эффективность удобрений принять за 100 %, то каждое увеличение засушливости на 10 % снижает эффект удобрений почти на 15 %.

С увеличением влажности до 90 % НВ на почвах с объемной массой 1,2—1,3 г/см³ и до 80 % на более плотных почвах (1,5—

1,6 г/см³) эффективность удобрений возрастает. Дальнейшее увлажнение почв до 100—120 % НВ на первых почвах постепенно, а на вторых резко снижает эту эффективность.

Избыток влаги даже в отдельные периоды в почвах Нечерноземной зоны (и в орошаемых районах) России обусловливает внутрипочвенный и поверхностный сток вод, миграцию с ними питательных элементов и, следовательно, влияет на состав грунтовых, речных и озерных вод.

Из удобрений и почв выщелачиваются кальций, сера, магний, азот, углерод, натрий, калий и другие элементы, но меньше всего фосфор как наименее подвижный элемент. Максимально эти процессы происходят во время весенних паводков и после уборки урожаев осенью.

На суглинистых и супесчаных почвах Нечерноземья при насыщенности удобрениями (N₆₀P₆₀K₆₀) с атмосферными осадками вымывается соответственно до 50 и 70—120 кг/га кальция, 3—7 и 10—15 магния, 14 и 25 серы, 7 и 10—12 калия, 1—6 и 14—18 кг/га азота.

С поверхностным стоком (водная эрозия) ежегодно может уноситься до 10 т/га и более наиболее ценной тонкодисперсной фракции почв, содержащей значительные количества (обычно больше, чем в среднем в этой почве) питательных элементов. Например, на Смоленской опытной станции из дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы с крутизной склона 4—6° и длиной до 300 м ежегодно с 1 га смывалось до 5,7 т мелкозема, содержащего до 127 кг гумуса, 98 калия, 24 азота и 10 кг фосфора.

Регулирование водного режима средствами гидромелиорации и агротехники снижает потери питательных элементов почв и удобрений за счет выщелачивания и не только водной, но и ветровой эрозии.

Эффективность средних доз минеральных удобрений (120— 180 кг/га д. в. NPK) в зависимости от условий увлажнения в летние месяцы может изменяться почти в 2 раза (табл. 113).

Эффективность удобрений на суглинистых почвах в годы с недостатком и избытком летних осадков снижается, причем в первом случае наиболее значительно. На легких почвах при избытке осадков под пшеницей и яровыми культурами она остается высокой (если посевы не полегают), а под рожью (менее устойчивой к полеганию) снижается.

По данным длительного опыта кафедры земледелия МСХА, в годы с сухим июнем (осадков менее 50 мм, температура выше 18 °С), нормально увлажненным (50—90 мм и 16— 18 °С) и влажным (более 90 мм, температура менее 16 °С) при насыщенности севооборота удобрениями (NjoPyjK^o) оплата 100 кг д. в. удобрений составляла (т/га): зерном озимой ржи 0,35; 0,44 и 0,75; зерном овса 0,17; 0,27 и 0,46; клубнями картофеля 4,3; 6,3 и 7,6; сеном клевера 1,4; 1,6 и 2,9; соломкой льна 0,16; 0,72 и 0,92.

Эффективность минеральных удобрений в годы с сухим июнем снижалась в среднем по всем культурам на 36 % (особенно резко подо льном), а с влажным июнем возрастала на 52 % (особенно резко под клевером) по сравнению с оплатой в годы с нормально увлажненным июнем. Сочетание этих же доз минеральных удобрений с навозом (насыщенность 10 т/га) смягчало отрицательное действие недостатка осадков в июне; эффективность минеральных удобрений при этом снижалась в среднем только на 27 %.

В среднем в Нечерноземной зоне прибавка урожаев зерна от минеральных удобрений составляет 0,6 т/га с колебаниями из-за погодных условий ±40 %, а в Центрально-Черноземной зоне —соответственно 0,52 т/га и ±44 %. Причем варьирование количества осадков за теплый период года также возрастает от Нечерноземной (V = 20 %) к Центрально-Черноземной (V= 25—35 %) зоне.

Совместное применение разных видов удобрений наиболее стабильно (варьирование 30—45 %), а эффективность отдельных удобрений под влиянием погодных условий варьирует более значительно: азотных до 50 %, фосфорных до 65 % и калийных до 75 %.

Научно обоснованное применение удобрений ослабляет отрицательное влияние неблагоприятных погодных условий на продуктивность возделываемых культур. Грамотное применение удобрений снижает отрицательное действие низких температур, заморозков и других неблагоприятных метеорологических условий, что наиболее важно для озимых культур.

По данным 40 опытов, обобщенным А. П. Федосеевым, при внесении фосфорно-калийных (РК) удобрений количество погибших при перезимовке растений озимых ржи и пшеницы снизилось с 42 (без удобрений) до 27 %, а при сочетании РК с оптимальной дозой азота до посева гибель озимых сократилась до 18 %.

В целом связь эффективности удобрений с метеорологическими факторами характеризуется следующими коэффициентами корреляции (табл. 114).

Множественные коэффициенты корреляции в разработанных А. П. Федосеевым (Институт экспериментальной метеорологии) уравнениях регрессии по оценкам эффективности удобрений как функции метеорологических факторов показывают, что изменчивость погодно-климатических условий объясняет 25—60 % колебаний эффективности удобрений в Нечерноземной и 35—70 % в Центрально-Черноземной зонах. Следовательно, при определении оптимальных и особенно максимальных доз удобрений необходимо ориентироваться на среднемноголетние метеорологические условия конкретных территорий и ежегодно корректировать их с учетом данных прошедшего и прогноза предстоящего года. С увеличением насыщенности посевов удобрениями и ростом продуктивности культур колебание урожайности их в зависимости от метеорологических условий конкретного года в абсолютных величинах (т/га) возрастает, а в относительных (% к среднему) — снижается.

7.3. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Обработка почвы, обусловленные ею сроки и способы внесения и глубина заделки удобрений, мелиорантов и семян растений, борьба с болезнями, вредителями и сорняками, видовой и сортовой состав и чередование культур — все эти агротехнические факторы существенно влияют на водно-воздушный, температурный и пищевой режимы почв и, следовательно, на эффективность удобрений.

При разных способах обработки почвы различными орудиями распределение удобрений по профилю обрабатываемого слоя происходит неодинаково (табл. 115).

удобрений, внесенных разбросным способом по профилю обрабатываемого слоя почвы, зависит от физических свойств их.

Наивысший эффект под всеми культурами достигается при локальном внесении удобрений на желаемую глубину, обычно не менее 8—10 см для тяжелых и 12—15 см для легких по гранулометрическому составу почв. По обобщенным ВИУА более чем за 20 лет данным, урожаи всех культур за счет локализации равных доз удобрений по сравнению с разбросным внесением возрастают в среднем на 0,5—1,0 т/га зерн. ед., причем наиболее значительно под интенсивными сортами возделываемых культур. При локализации питательные элементы удобрений более полно используются растениями, значительно снижаются потери их, поэтому дозы удобрений можно уменьшить на 30—50 % по сравнению с разбросным внесением, т. е. не менее чем в 2 раза повысить удобряемую площадь и эффективность применяемых удобрений.

Эффективность удобрений возрастает с глубиной заделки всех видов их, с уменьшением влагообеспеченности посевов, а при одной и той же влагообеспеченности зависит от подвижности в почвах видов и форм удобрений. Глубина заделки наиболее важна для органических и фосфорных, затем калийных, азотных и микроудобрений.

При достаточном количестве осадков эффективность органических, фосфорных и калийных удобрений, особенно на дерново-подзолистых почвах, возрастает с увеличением глубины их заделки только в пределах окультуренного пахотного слоя. При более глубокой обработке таких почв эффективность удобрений снижается, так как они разбавляются большим объемом почвы, значительная часть которой бедна питательными элементами и имеет неблагоприятные агрохимические и физические свойства.

Эффективность удобрений зависит и от времени основной обработки почвы. Особенно это важно для азотных удобрений, так как, например, при поздней зяблевой обработке минерализация корневых и пожнивных остатков (предшественников и органического вещества почв) из-за кратковременности периода минимальная и на таком фоне значительно возрастает эффективность азотных удобрений.

Сроки и способы посева (посадки), а также качество посевного (посадочного) материала сильно влияют на эффективность удобрений. На окультуренных плодородных почвах потери урожая при запаздывании с посевом на 1 день достигают 0,10—0,15 т/га. Сроки посева особенно важны в южных районах страны: если они оптимальны, то повышается устойчивость культур к засухе, суховеям, а также к ранним осенним и поздним весенним заморозкам. Даже в Нечерноземной зоне опоздание с посевом на 10 и более дней для большинства культур приводит к значительному снижению урожаев, особенно в годы с недостатком влаги в период вегетации растений.

Эффект от удобрений зависит от нормы высева семян и густоты стояния растений, т. е. от площади питания каждого растения. Оптимальные нормы высева семян и густоты стояния растений указаны в растениеводческих справочниках и зависят от окультуренности (плодородия) почв. В пределах даже одного вида растений на одной и той же почве они колеблются в зависимости от сортов, устойчивости к полеганию и качества посевного материала. Переход от высококлассных семян элитных сортов к менее качественным при прочих равных условиях значительно снижает эффективность удобрений.

Качественное и своевременное проведение работ до посева, при посеве, в период вегетации и уборки урожаев также значительно повышает эффективность удобрений. Создание с помощью удобрений и мелиорантов оптимальных условий питания растений заметно повышает устойчивость их ко всем неблагоприятным факторам в период вегетации, в частности к болезням, вредителям и сорнякам. Например, минеральные удобрения повышают устойчивость ячменя к шведской мухе, озимой пшеницы к шведской и гесенской мухам, всех зерновых культур, особенно фосфорные, к корневым гнилям и бурой ржавчине. Однако азотные удобрения, особенно при их избытке, могут снижать устойчивость культур к болезням и вредителям.

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

Трудно переоценить роль биологических методов защиты растений от болезней и вредителей (создание новых сортов, устойчивых к болезням, вредителям и полеганию посевов) в повышении эффективности удобрений.

Велика роль и химических средств защиты растений в повышении эффективности удобрений под разными культурами во всех почвенно-климатических зонах.

Известно, что засоренность посевов существенно снижает урожайность возделываемых культур, так как сорняки гораздо сильнее, чем культурные растения, используют улучшение условий питания, и если не бороться с ними, это приведет к резкому снижению эффективности удобрений. Сорняки в связи с неодинаковой, часто гораздо большей, чем у культурных растений, потребностью в питательных элементах резко изменяют популяции преобладающих видов при удобрении посевов. Зная преобладание того или иного вида и форм удобрений, в определенной степени можно прогнозировать преобладающие виды сорняков и осуществлять систему мер борьбы с ними.

Трудно переоценить роль гербицидов в борьбе с сорняками и повышении эффективности удобрений при таком сочетании их во времени и пространстве под разными культурами, чтобы добиться синергизма или аддитивного взаимодействия.

Под предпосевную обработку возможно совместное внесение удобрений и гербицидов корневого действия, но чаще обработку гербицидами совмещают с азотными подкормками озимых зерновых и многолетних трав, а также с некорневыми подкормками азотными и микроудобрениями в сочетании с фунгицидами, инсектицидами и регуляторами роста растений. Еще проще сочетать в одном поле последовательно под культурами в оптимальных дозах и при наилучших способах внесения удобрения, пестициды и регуляторы роста.

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

Гербициды, уничтожая сорняки, оказывают угнетающее влияние и на защищаемую культуру, однако вред от сорняков несравненно значительнее, поэтому химическая прополка, как правило, очень эффективна.

Оптимизация доз и соотношений удобрений под конкретную культуру повышает не только конкурентную способность ее к сорнякам, но и к применяемым гербицидам, а также к другим неблагоприятным факторам окружающей среды.

Например, при комплексном воздействии расчетных доз удобрений (^₃РззК₇₄ 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); при этом общая масса возросла в 1,6 раза, а початков — в 3 раза по сравнению с вариантом без гербицидов.

Здоровое, не поврежденное вредителями или другими факторами окружающей среды растение, естественно, лучше реагирует на любое улучшение условий питания, в том числе на удобрения.

Например, по 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 при сочетании с ним — 4,49 т/га.

Эффективность удобрений зависит от вида и урожайности предшественников удобряемых культур, а также от состава и существующего чередования культур во времени и пространстве. Многие культуры обладают биологической способностью усваивать питательные вещества из труднодоступных соединений: все бобовые культуры в симбиозе с клубеньковыми бактериями могут обеспечить собственные потребности в азоте на 50—97 % (в зависимости от вида и длительности возделывания) за счет запасов его в атмосфере, а люпины, гречиха, горчица усваивают фосфор из труднодоступных фосфатов почв и удобрений.

После минерализации корневых и пожнивных остатков этих (и других) культур содержащиеся в них питательные элементы становятся доступными для следующих за ними культур, не обладающих подобными биологическими особенностями. Это и есть одна из причин лучшего усвоения питательных элементов из почв и удобрений и, следовательно, большей эффективности последних в севооборотах и при чередовании культур по сравнению с бессменными посевами. Плодосменный севооборот — это, с одной стороны, один из способов увеличения круговорота питательных веществ на конкретной территории (особенно, если хозяйственные урожаи культур используют на корм скоту и содержащиеся в них элементы возвращаются на поля в качестве навоза или других органических удобрений) и, следовательно, повышения продуктивности всех возделываемых культур на данной территории. С другой стороны, это и конкретный пример ценности севооборота и чередования культур при введении в него подобных видов их как удобрительного средства или фактора, улучшающего питание растений, что особенно важно при организационно-экономических проблемах с органическими и минеральными удобрениями.

Другой причиной более высокой эффективности удобрений под всеми культурами в севооборотах является существенное улучшение фитосанитарной обстановки посевов. В севообороте и при чередовании культур создаются лучшие условия для борьбы с сорняками (засоренность полей в долголетнем опыте МСХА снизилась в 4—5 раз и более по сравнению с бессменными посевами), болезнями и вредителями возделываемых растений.

В качестве примера рассмотрим данные 86-летнего опыта кафедры земледелия МСХА, обобщенные 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 систематическом 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, т. е. удобрительная ценность севооборота резко снижается при применении минеральных и других удобрений, но и фитосанитарная роль его постоянно обеспечивает более высокую эффективность всех 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 навоза с минеральными удобрениями на фоне извести 16,7 и 23,3 т/га. Очевидно, эту культуру можно возделывать бессменно, но одновременно еще более значительно проявилась фитосанитарная роль севооборота в повышении эффективности сочетания извести с навозом и минеральными удобрениями.

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 с навозом на фоне извести 2,79 и 3,25 т/га. Здесь фитосанитарная роль севооборота проявляется в повышении эффективности даже 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 с навозом на фоне извести 5,85 и 5,99 т/га. Здесь также видны удобрительная и фитосанитарная роль севооборота и одновременно реальные возможности клевера удовлетворять потребность в азоте за счет фиксации его из воздуха.

По мере совершенствования агротехники культур под влиянием удобрений возрастает урожайность их не только в севооборотах, но и в бессменных посевах, причем как на бедных, так и на окультуренных почвах. Важно отметить, что разные культуры неодинаково реагируют на удобрения, возделывание в севооборотах и сочетания этих факторов.

По обобщенным данным опытов кафедры земледелия МСХА, вклад севооборота, удобрений и взаимодействия этих факторов в Нечерноземной зоне в общую прибавку урожаев соответственно составляет (%): у озимой пшеницы 57, 32 и 11, у овса 56, 36 и 8, у картофеля 22, 55 и 23, у свеклы 10, 69 и 21, у кукурузы 6, 81 и 13. У зерновых культур более 55 % прибавки урожаев обусловлено севооборотами и только 32—36 % — удобрениями, а у пропашных, напротив, 55—81% обеспечивают удобрения и только 6—22 % — возделывание их в севооборотах. Следовательно, пропашные культуры следует размещать в прифермских севооборотах, смело практиковать повторные посевы и возделывание в выводных полях. Это обстоятельство очень важно в связи с интенсификацией и специализацией сельскохозяйственного производства во всех категориях хозяйств.

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

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

С повышением уровня агротехники в севооборотах и при чередовании культур появляется реальная возможность удержать распространение сорняков, болезней и вредителей возделываемых культур в пределах экономических порогов их вредоносности. Однако при бессменном возделывании зерновых, зернобобовых, льна, клевера и других культур сплошного посева для этого требуются специальные биологические или химические средства борьбы.

Таким образом, высокую продуктивность можно получить практически при любом насыщении территорий (агроландшафтов) теми или иными культурами, но, естественно, с разными затратами удобрений, мелиорантов и различных средств защиты растений для устранения негативных биологических и почвенно-климатических факторов (причин), лимитирующих рост и развитие возделываемых растений.

Влагообеспеченность почв и культур — важнейший фактор эффективности удобрений. В зонах недостаточного увлажнения и засушливого климата удобрения относительно малоэффективны, применяются в небольших количествах (не более 20—30 кг/га д. в.). Здесь наиболее эффективны фосфорные удобрения, внесенные при посеве в дозах 10—20 кг/га д. в. Только при орошении в этих зонах резко возрастает эффективность в первую очередь азотных, затем фосфорных и органических удобрений.

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

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 значительно возрастает. Например, в среднем за 18 лет, по 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.

Регион достаточного увлажнения представлен дерново-подзолистыми почвами, на которых (особенно низковлагоемких) перспективно (и осуществляется) орошение в сочетании с удобрениями под овощными и кормовыми культурами.

Регион избыточного увлажнения также представлен дерново-подзолистыми почвами и торфяниками, на которых для повышения эффективности удобрений необходимо осушение и только в отдельные периоды орошение овощных и кормовых культур. На осушенных торфяных и минеральных почвах наиболее эффективны калийные, медные, фосфорные и азотные удобрения.

Система осушения почв в этом регионе должна функционировать при необходимости (в засушливые годы или периоды кратковременных засух) и как оросительная.

Таким образом, всестороннее и систематическое повышение уровня агротехники каждой культуры (общей культуры земледелия) в любом агроценозе — важнейший залог постоянного повышения эффективности оптимальных доз и соотношений удобрений.

7.4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ КОЛИЧЕСТВА И КАЧЕСТВА

Эффективность удобрений при прочих равных условиях значительно изменяется в зависимости от количества (общей дозы) и качества (соотношения видов, конкретные формы, способы и сроки внесения) их и сохраняется до тех пор, пока недостаток того или иного элемента является лимитирующим фактором роста и развития возделываемых растений. Причем с увеличением общей дозы (насыщенности) их и повышением плодородия почв она, как правило, снижается.

Обобщенные А. И. Подколзиным (1998) за 30 лет многолетние исследования в Ставропольском крае с озимой пшеницей (табл. 116) убедительно подтверждают снижение эффективности удобрений с ростом доз их и плодородия черноземов и каштановых почв.

Многочисленные данные свидетельствуют о том, что за счет квалифицированного применения удобрений и мелиорантов в засушливых условиях получают до 20—30 %, в условиях недостаточного увлажнения — 30—50 %, а достаточного увлажнения — 50— 70 % общей продуктивности всех возделываемых культур. Аналогичные примеры резкого роста продуктивности культур под влиянием удобрений имеются и в производстве.

За счет увеличения доз и улучшения соотношений между удобрениями (N : Р,0₅: К₂0) среднегодовая урожайность зерновых культур в некоторых хозяйствах Московской области выросла с 1,1 до 4,6 т/га. Причем только за счет улучшения соотношений удобрений в соответствии с потребностями культур и плодородия почв (при 188 и 182 кг/га д. в.) урожайность увеличилась на 0,6 т/га, или на 48 %. Этот пример свидетельствует о реальной возможности роста продуктивности культур в России до уровня передовых стран мира при повышении общей культуры земледелия, и в частности квалифицированном применении удобрений.

Даже при оптимальных дозах и соотношениях в них питательных элементов эффективность удобрений зависит от конкретных форм их, главных и сопутствующих элементов, содержания воды, растворимости, гранулометрического состава, физиологической и гидролитической реакций.

При длительном применении в севооборотах органических и минеральных удобрений в эквивалентных по питательным элементам дозах продуктивность севооборотов на черноземах обычно одинаковая. На легких дерново-подзолистых почвах органические удобрения, а на тяжелых и среднесуглинистых минеральные могут быть несколько эффективнее. Максимальные же урожаи овощных, кормовых и других культур достигаются при квалифицированных сочетаниях оптимальных доз органических и минеральных удобрений, а на кислых и щелочных почвах и мелиорантов.

Действие однажды внесенных мелиорантов, органических, фосфорных и в уменьшающейся степени калийных и азотных удобрений не ограничивается одним-двумя годами, а в зависимости от дозы, вида и почвенно-климатических условий проявляется в течение 4—5 лет или при полной ротации севооборота, а иногда при больших дозах мелиорантов, органических и фосфорных удобрений — 10 и более лет. Поэтому для правильной оценки сравнительной эффективности разных видов удобрений под отдельными культурами и в севооборотах необходимы данные длительных опытов (табл. 117).

55 лет на тяжелосуглинистой почве под зерновыми культурами более эффективны минеральные удобрения, под клевером — навоз, а под картофелем они равноценны. По продуктивности севооборотов наблюдается некоторое преимущество минеральных удобрений в опыте 1 (с чистым паром) и в опыте 2 (с клеверным паром). Сочетание половинных доз навоза и минеральных удобрений в севообороте с чистым паром (опыт 1) повышает урожайность культур севооборота по сравнению с навозом, приближая ее к варианту с минеральными удобрениями.

Об эффективности отдельных видов, доз и сочетаний удобрений обычно судят по величине прибавок, общей урожайности культур и продуктивности севооборотов, а также по окупаемости 1 кг д. в. удобрений прибавками урожаев культур и продуктивности севооборотов. Однако при равенстве общих доз, но разных видов и соотношений удобрений при получении равных (или близких) прибавок или общих урожаев отдельных культур и продуктивности севооборотов, а также для установления вклада отдельных видов удобрений (элементов) в получение дополнительной (и всей) продуктивности необходимо определять использование культурами питательных элементов вносимых удобрений.

Для подобных оценок рассчитывают разными методами доли (коэффициенты) использованных культурами питательных элементов из внесенных удобрений.

Изотопный метод. Наиболее точен и показывает использование

элемента только из внесенного удобрения, так как по количеству поступившего вфастения меченого радиоактивного или стабильного изотопа того или иного элемента легко рассчитать коэффициент (долю) использования его от общего содержания во внесен-

ной дозе удобрения:

*из = 4^-¹⁰⁰’

Диз

где АГ₁₁₃ — изотопный коэффициент использования удобрения, %; В_1П — хозяйственный, или биологический, вынос меченого изотопа элемента, мг/м² или мг/сосуд; Д,з — доза меченого изотопа элемента в удобрении, мг/м² или мг/сосуд; 100 —для выражения в %.

Изотопный коэффициент наиболее важен при изучении круговорота, превращений и перемещений элементов удобрений (и почв) в почве, растении, воде, воздухе, животном, человеке, а также для точной оценки использования элементов только из удобрений.

Как отмечалось, при внесении удобрений значительно возрастает мобилизация почвенных запасов питательных элементов и растения поглощают при этом элементы и из внесенных удобрений, и из возросших запасов их в почве. Поэтому наряду с изотопным существует более приемлемый для практических целей разностный коэффициент использования удобрений.

Разностный метод. Основан на использовании результатов полевых и производственных опытов с удобрениями и более подходит, чем изотопный, для определения оптимальных доз и соотношений удобрений. Разностный коэффициент использования удобрений — процентное отношение разницы хозяйственных выносов элементов в удобренном (В_у) и не удобренном этим удобрением контрольном (В₀) вариантах к дозе удобрения в удобренном варианте (Д_у):

100.

Ду

Установлено, что разностные коэффициенты использования элементов органических и минеральных удобрений в большей степени, чем изотопные, в первый и последующие годы значительно колеблются даже под одной и той же культурой и в пределах одного поля в зависимости от вида, дозы, соотношений, формы, сроков и способов их внесения. При одинаковых способах на одной и той же почве коэффициенты использования удобрений для культур с относительно слаборазвитой корневой системой и коротким вегетационным периодом обычно ниже, чем у растений с более развитой корневой системой и длительным периодом вегетации, также под однолетними растениями меньше, чем под многолетними.

При локальных способах внесения удобрений (рядковое, ленточное, очаговое) под всеми культурами во всех почвенно-климатических зонах использование питательных элементов их возрастает в 1,5—2,0 раза по сравнению с разбросным (сплошным) способом до посева, перед посевом, при корневых подкормках. У фосфорных водорастворимых и комплексных удобрений коэффициенты использования питательных элементов выше из гранулированных форм, а у фосфоритной муки — при более тонком помоле и тщательном перемешивании с почвой.

Разностные коэффициенты использования (Ар) удобрений снижаются у всех культур при переходе от бедных к более плодородным и окультуренным почвам, а также с увеличением доз вносимых удобрений на любых типах почв.

Таким образом, К_р под всеми культурами в зависимости от разных условий могут значительно колебаться: в среднем на 50—80 % (иногда и более) уже в первый год после внесения. Поэтому во всех регионах страны постоянно проводят полевые и производственные опыты и обобщают их результаты, уточняют разностные коэффициенты для районированных сортов в конкретных условиях. Для практических целей достаточно учитывать действие удобрений в течение 3—4 лет (хотя оно может быть и более продолжительным). Причем в отличие от однолетних данных колебания К_р в сумме за 3—4 года, как правило, значительно меньше за счет несходства погодных условий этих лет и биологических особенностей возделываемых за этот период культур.

По обобщенным многолетним данным, для среднеплодородных почв (3—4-й класс) центральных районов Нечерноземной зоны рекомендуют следующие средние разностные коэффициенты использования питательных элементов из органических и минеральных удобрений (табл. 118).

Минеральные и органические удобрения, внесенные в рядки или лунки при посеве или посадке растений, уже в первый год могут использоваться на 50—80 %.

Разностные коэффициенты дают реальное представление о потреблении культурами питательных элементов не только из удобрений, но и из почвы при внесении удобрений. Однако это потребление сравнивается со все более обедняющейся почвой (без удобрений). Поэтому получается: чем беднее почва (без удобрений), тем выше коэффициенты, а чем она богаче, тем они ниже.

В действительности же для получения одинаковых (равных) урожаев любой культуры на бедной почве требуется значительно больше удобрений, чем на богатой (окультуренной), так как на первой значительная часть удобрений поглощается почвой, а не культурой или теряется (вымывается, улетучивается и т. д.). Бесконечная эксплуатация богатых (окультуренных) почв при малых дозах удобрений приводит (рано или поздно) к обеднению их и утрате былого плодородия. Чтобы этого не случилось, внесение удобрений следует контролировать с помощью балансовых коэффициентов использования питательных элементов, сопоставляя дозы удобрений под культурами с хозяйственным выносом элементов ими.

Балансовый метод. Основан на определении балансового коэффициента использования удобрений

= !Ь- лоо,

Ду

где By — хозяйственный вынос элемента культурой в удобренном варианте, в кг/га, а Д_у — доза удобрения в кг/га в этом варианте.

Балансовые коэффициенты можно определять не только в опытах, но и в производственных посевах (поле, участок, севооборот, хозяйство); они дают представление как о степени усвоения культурами питательных элементов из удобрений и почвы, так и о возможном изменении обеспеченности почв этими элементами (табл. 119).

Балансовые коэффициенты всегда выше разностных и на плодородных (окультуренных) почвах выше, чем на бедных, т. е. не имеют недостатков, характерных и для разностных, и для изотопных коэффициентов.

Результаты баланса выражают и в других относительных показателях (см. табл. 119): коэффициенте возврата — отношение дозы удобрений к хозяйственному выносу или интенсивности баланса — отношение дозы к хозяйственному выносу в процентах, т. е. коэффициент возврата, умноженный на 100. И наконец, баланс выражают в абсолютных показателях (кг/га) как разницу между дозой и хозяйственным выносом элемента со знаком «плюс» (положительный), если доза больше выноса, или со знаком «минус» (отрицательный), если доза меньше выноса.

При равенстве дозы и выноса баланс называют нулевым (бездефицитным, или уравновешенным). По относительным показателям — балансовый коэффициент, коэффициент возврата и интенсивность баланса — эти значения соответственно равны: при нулевом балансе 100, 1 и 100; при положительном менее 100, более 1 и более 100; при отрицательном более 100, менее 1 и менее 100, причем в двух последних случаях количественные изменения соответствуют отличиям конкретных величин от ранее указанных.

Все три относительных показателя абсолютно равнозначны только при нулевом балансе, а в остальных случаях преимущество следует отдавать балансовому коэффициенту, так как при его расчетах за основу принимают не дозу удобрений, а хозяйственный вынос элементов, характеризующий величину урожайности и качество продукции, т. е. биологические особенности потребления питательных элементов конкретной культурой. Кроме того, балансовые коэффициенты использования удобрений как разностные и изотопные можно определять в разные (любые) годы с момента внесения и до конца действия удобрений, а коэффициенты возврата и интенсивность баланса — только в конце действия удобрений, т. е. для большинства удобрений, как минимум, через

4—5 лет внесения или за ротацию севооборота, что особенно важно для периодически, а не ежегодно вносимых удобрений (органические, иногда и фосфорные).

Применение балансовых коэффициентов позволяет установить оптимальные дозы и соотношения удобрений под отдельными культурами и в севооборотах при любых чередованиях их с одновременным контролем и корректировкой обеспеченности почв питательными элементами в желаемом направлении. Исчезает необходимость дополнительных расчетов балансов элементов (в полях, севооборотах, хозяйстве и т. д.), так как желаемый баланс закладывается в балансовых коэффициентах.

Для Нечерноземной зоны рекомендуют следующие дифференцированные в зависимости от окультуренности почв балансовые коэффициенты использования минеральных (табл. 120) и органических (табл.121) удобрений.

120. Балансовые коэффициенты использования элементов минеральных удобрений (%)

на разных по плодородию почвах Нечерноземья

* Последействие азотных удобрений невелико, поэтому учитывается в сумме за 2— 4-й год.

Примечание. В числителе — фосфорные, в знаменателе — калийные удобрения.

Если минеральные удобрения вносят под все культуры севооборота или принятого чередования их, балансовые коэффициенты использования элементов минеральных удобрений (см. табл. 120) при определении оптимальных доз под культуры можно не учитывать по годам, а брать в сумме за все годы.

121. Балансовые коэффициенты использования элементов органических удобрений (%) на разных по плодородию почвах Нечерноземья

следует подбирать обязательно с учетом года действия их, так как ежегодно эти удобрения применяют далеко не под все культуры севооборота.

Совершенствование классификации почв по показателям эффективного плодородия их и уточнение величин балансовых коэффициентов в зависимости от окультуренности (плодородия) почв по всем почвенно-климатическим и экономическим регионам и районам страны — надежный залог систематического повышения продуктивности возделываемых культур, максимальной эффективности применяемых удобрений и гарантии охраны окружающей среды от загрязнений удобрениями.

7.5. ДОЗЫ, СПОСОБЫ И СРОКИ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Определение научно обоснованных оптимальных доз и соотношений удобрений под культурами с учетом биологических особенностей их и чередования, почвенно-климатических и организационно-экономических условий — главное звено систем агрохимических исследований и практики применения удобрений, мелиорантов, различных средств защиты и регуляторов роста растений.

На практике система удобрения в любом агроценозе состоит из следующих этапов:

долгосрочная (минимум на ротацию севооборота) общая схема оптимальных доз и соотношений удобрений, разработанная по средневзвешенному плодородию почв всего агроценоза с учетом всех ранее перечисленных факторов;

годовой план применения удобрений — коррекция доз общей схемы с учетом фактического размещения культур по полям, различий в плодородии полей, погодных и организационно-экономических условий конкретного года и распределение скорректированных доз по способам и срокам внесения с последующим указанием конкретных наилучших среди имеющихся и (или) необходимых форм физических удобрений;

календарный план применения и приобретения удобрений, составленный по последним материалам годового плана с указанием общих объемов конкретных удобрений на всю удобряемую площадь;

коррекция доз годового плана при реализации его по результатам почвенной и растительной диагностики питания растений.

Все перечисленные материалы системы удобрения тесно связаны друг с другом, причем каждый последующий является логическим продолжением предыдущего.

Множество разных методов определения доз удобрений объединяет то, что все они базируются на данных длительных и (или) эпизодических полевых и производственных опытов, а различия их объясняются неодинаковой степенью полноты и точности отражения закономерностей взаимоотношений растений, почв и удобрений, полученных по результатам проводимых полевых и лабораторных исследований.

Все существующие методы и модификации определения доз удобрений можно разделить на две большие группы: методы обобщения результатов опытов с эмпирическими дозами удобрений, методы обобщения результатов опытов с помощью балансов питательных элементов. Следует подчеркнуть, что в обеих группах существуют расчетные методы и модификации с моделированием и применением электронной техники.

7.5.1. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ОБОБЩЕНИИ ДАННЫХ С ЭМПИРИЧЕСКИМИ ДОЗАМИ УДОБРЕНИЙ

Обобщение проводимых под методическим руководством Географической сети опытов ВИУА во всех почвенно-климатических зонах с разными культурами результатов полевых опытов позволило установить преобладающую эффективность отдельных видов удобрений на разных типах почв (азотных в Нечерноземье, фосфорных на черноземах и каштановых почвах, калийных и медных на торфяниках и др.) и дозы органических и минеральных удобрений для основных культур на различных типах, подтипах и разностях почв. В последующем проведена дифференциация доз в пределах каждой разности почв с учетом обеспеченности питательными элементами предшественников (иногда с учетом урожайности и удобренности) и сортовых особенностей возделываемых культур.

На основании обобщений результатов опытов разработаны также дозы, оптимальные сроки и способы внесения удобрений до посева, при посеве и после посева для разных культур во всех почвенно-климатических зонах.

По данным Географической сети опытов ВИУА и агрохимической службы ЦИНАО, для основных почвенно-климатических зон на преобладающих типах почв со средним содержанием подвижного фосфора и обменного калия разработаны оптимальные дозы макроудобрений под основные культуры (табл. 122), а также дозы и способы внесения микроудобрений (табл. 123).

Региональные научно-исследовательские учреждения предлагают более детальные рекомендации по культурам, типам, подтипам и разностям почв нередко с указанием уровней плановых урожаев, окультуренности конкретных разностей почв и в сочетаниях с рекомендуемыми дозами органических удобрений. При отсутствии дифференциации доз по классу почвы их можно скорректировать по рекомендуемым этими же учреждениями поправочным коэффициентам, о которых сообщалось ранее.

123. Дозы и способы внесения микроудобрений под основные культуры (обобщение Литвака, 1990)

В каждом комплексе конкретных природных и хозяйственных условий территорий на основании группы (не менее 7—10) однородных опытов с одной культурой (лучше сортом) региональные учреждения Географической сети опытов и Агрохимслужбы определяют следующие количественные показатели эффективности удобрений:

прибавку урожая от оптимальной дозы;

вынос (затраты) элементов на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции и коэффициенты использования элементов из почв и удобрений;

коэффициенты возврата или интенсивность баланса элементов;

поправочные коэффициенты к дозам в зависимости от класса почвы;

нормативы затрат минеральных удобрений для получения единицы прибавки и всего урожая;

оптимальные уровни содержания питательных элементов в почве;

нормативы затрат удобрений на единицу изменения содержания в почве подвижных форм элементов;

основные показатели качества продукции;

экономические показатели эффективности удобрений;

математические модели, характеризующие связь между продуктивностью культур, плодородием почв, дозами удобрений, погодно-агротехническими и другими факторами;

уровни природоохранных ограничений при применении удобрений.

По результатам перечисленных показателей разрабатывают более конкретные рекомендации доз и соотношений удобрений, чем в таблице 122, но и в этом случае необходима коррекция указанных в них доз в каждом конкретном хозяйстве, агроценозе и поле.

К этой же группе методов относятся и расчеты доз по нормативам затрат минеральных удобрений на весь урожай по формуле Д = УН_хК_п или прибавку урожая по формуле Д = А У Н₂ К_ю

где Д — доза N, Р₂0₅, К₂0 на желаемый урожай или прибавку, кг/га д.в.; У и ДУ— соответственно желаемый урожай или прибавка урожая, т/ra; Я, и Я₂ — нормативы затрат удобрений на единицу урожая и прибавки урожая, кг д.в.; /^ — поправочный коэффициент на класс почвы по обеспеченности фосфором и калием; при расчетах доз азота К„ = 1.

Нормативы затрат удобрений и поправочные коэффициенты к дозам удобрений указывают в региональных и областных рекомендациях НИИ, сельскохозяйственных опытных станций, центров и станций Агрохимслужбы.

Третьим направлением этой группы методов является поиск математических выражений зависимости урожайности культур от различных доз удобрений. Первым такую попытку в 1905 г. предпринял немецкий ученый Э.-А. Митчерлих, предложивший следующее уравнение:

lg (A-y) = lgA-Cx,

где А — максимально возможный урожай; У—фактический урожай; С —коэффициент пропорциональности, характеризующий зависимость между урожаем и дозой удобрений (автор ошибочно считал его величиной постоянной, независимой от почвы, видов растений, удобрений и других факторов); х — доза удобрения.

Четвертым направлением этой группы методов является разработка регрессивных моделей по результатам планирования, проведения и статистической оценки данных многофакторных опытов с эмпирическими дозами удобрений. Для установления количественной зависимости между урожайностью культур и дозами удобрений лучшей математической моделью оказалось уравнение со степенями 0,5 и 1 для факторов и 0,5 для парных взаимодействий:

У= а₀ + я,№-⁵ + o₂N + д₃Р⁰-⁵ + а₄Р + я₅К⁰'⁵ + + а_ь К + a₇(NP)⁰-⁵ + <7_s(NK)⁰'⁵ + я₉(РК)⁰-⁵,

где У—урожай; а_{) — свободный член уравнения; а_ь а₂ а₉ — члены уравнения, характеризующие действие и взаимодействие факторов; N, Р, К —дозы удобрений.

Пятым направлением первой группы методов является разработка математических моделей с использованием электронной техники для определения оптимальных доз удобрений под культуры с учетом функциональной зависимости от множества факторов внешней среды:

У=Ах_п),

где У—урожай; ;с„ — переменные факторы, влияющие на урожай (дозы и соотношения удобрений, класс и гранулометрический состав почвы, погодные условия, сортовые особенности, предшественники и т. д.).

Разными научно-исследовательскими учреждениями разработаны по этому принципу на основании обобщенных данных полевых опытов, сопутствующих анализов и наблюдений программные комплексы по определению доз удобрений. Например, ЦИ-НАО «РАДОЗ» (аббревиатура от слов «рациональные дозы»), который модернизировался в РАДОЗ-2, а позднее в РАДОЗ-З; в нем к уже имевшимся добавлялось все большее число факторов, влияющих на урожайность культур.

Практическое применение любого из этих методов, модификаций и направлений первой группы, естественно, позволяет избежать грубых ошибок в применении удобрений. Однако не следует забывать, что они определены эмпирически без учета биологических потребностей культур в питательных элементах, а главное, они не дают ответа на вопрос, что же будет при этом с почвой; по ним, несмотря на введение поправочных коэффициентов, невозможно количественно оценить баланс элементов без специальных расчетов.

7.5.2. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ОБОБЩЕНИИ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАЛАНСОВЫХ РАСЧЕТОВ

В этой группе методов в основу определения оптимальных доз удобрений положены биологические особенности возделываемых культур и сортов в потреблении питательных элементов для создания желаемых уровней урожаев высокого качества с одновременным учетом и регулированием в нужном направлении плодородия (класса, окультуренности) почвы в конкретных природно-экономических условиях. Потребление (желаемое и фактическое) культурами питательных элементов из почв и удобрений определяют по результатам полевых и производственных опытов, что превращает полевой метод из чисто эмпирического в аналитический. Это позволяет перейти от констатации прибавок урожаев в зависимости от видов, доз и соотношений удобрений к прогнозу их эффективности.

Необходимо подчеркнуть, что эта группа методов перспективна прежде всего для регионов достаточного увлажнения и орошаемого земледелия, где лимитирующим фактором получения высоких и устойчивых урожаев является недостаток питательных элементов в почвах, а обеспеченность удобрениями достаточно высока (не менее 100 кг/га д. в.)

Изменчивость потребления питательных элементов культурами в зависимости от почвенно-климатических и агротехнических условий возделывания довольно подробно изложена ранее. Здесь отметим, что потребность в элементах любой культуры при прочих равных условиях изменяется в зависимости не только от уровня урожайности, но и от качества и соотношений основной и побочной продукции.

Подробная характеристика почв имеется в почвенных и агрохимических картах (картограммах и паспортах полей), которые есть в каждом хозяйстве. Возможное использование питательных элементов почв конкретными культурами определяют по коэффициентам их использования (КИП) или по поправочным коэффициентам к дозам в зависимости от эффективного плодородия (окультуренности) конкретной почвы.

Различия в эффективном плодородии и окультуренности почв можно учитывать и через дифференцированные балансовые коэффициенты использования минеральных (см. табл. 120) и органических (см. табл. 121) удобрений или других относительных показателей баланса (коэффициенты возврата и интенсивность баланса). Наряду с перечисленными можно применять дифференцированные по эффективному плодородию почв и разностные коэффициенты использования минеральных и органических удобрений (табл. 124).

Существует много различных методов и модификаций балансовых расчетов определения оптимальных доз удобрений. Рассмотрим на конкретных примерах наиболее распространенные и перспективные среди них. Нужно определить оптимальные дозы минеральных удобрений в сочетании с 20 т/га полуперепревшего навоза с содержанием 0,4 % N, 0,2 % Р₂0₅ и 0,5 % К₂0 для получения

4,0 т/га зерна (соотношение зерно : солома — 1:1,5) озимой пшеницы Мироновская 808 на дерново-подзолистой среднесуглинистой известкованной почве с содержанием фосфора и калия (по Кирсанову) соответственно 70 и 100 мг/кг, т. е. 3-го класса и рН_С0Л 6,2, т. е. 6-го класса, предшественник — вико-овсяная смесь, под которую вносили N₆₀P₆₀K₆₀.

Картограммы обеспеченности почв легкогидролизуемым (и минеральным) азотом обычно не составляют из-за высокой изменчивости этих показателей даже в течение одного месяца, поэтому обеспеченность почвы легкогидролизуемым азотом можно определить аналитически или ориентировочно по содержанию органического вещества, общего азота или по другому элементу (фосфору или калию), находящемуся в минимуме. Так как содержание азота в гумусе в среднем составляет 4 %, а, по обобщенным ВИУА данным, легкогидролизуемых форм его 4—7 % ( для большей гарантии лучше считать по минимальной величине), то при содержании в почве 2,5 % гумуса содержание общего азота составит 0,1 %, а легкогидролизуемого — 0,004 %, т. е. 40 мг/кг. Определить обеспеченность азотом по элементу, находящемуся в минимуме, еще проще: по принятой классификации почв (см. табл. 39) берут содержание его, соответствующее тому же классу, что и элемента, находящегося в минимуме.

Во всех методах (и модификациях) определяют хозяйственную потребность (вынос) культуры (сорта) в питательных элементах на создание планового урожая по затратам их на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции из зональных, региональных справочников и рекомендаций. В отсутствие таковых ее можно определить самостоятельно. Для этого подбирают в хозяйстве поле (или участок), где уже достигнут такой (или близкий) уровень урожайности этого сорта, берут с него образцы зерна и соломы и анализируют их. При содержании N, Р₂0₅ и К₂0 в зерне соответственно 2,5; 0,8 и 0,6 % и в соломе 0,5; 0,2 и 1,2 % хозяйственный вынос их плановым урожаем составит: N 130 (2,5-40 + 0,5-60) кг, Р₂0₅ 46 (0,8-40 + 0,2-60) кг, К₂0 96 (0,6 -40+ 1,2-60) кг, а затраты на 1 т зерна с соответствующим количеством соломы соответственно N 130:4 = 32,5 (примерно 33 кг), Р₂0₅ 46 : 4 = 11,5 (примерно 12 кг), К₂0 96 : 4 = 24 кг.

Далее основными методами проводят следующие расчеты: элементарного баланса, на прибавку, по относительным показателям баланса, на основе одного или комбинаций нескольких вышеперечисленных методов с использованием ЭВМ.

Метод элементарного баланса. Это наиболее распространенный и наименее надежный (точный) метод, так как в нем применяют наиболее сильно колеблющиеся поп влиянием множества факторов коэффициенты использования элементов почвы (КИП) и более устойчивые разностные коэффициенты использования удобрений. Расчеты осуществляют по следующей формуле:

Ву -ЗК_П -ОК₀ -ПК_Х -РК_р Кг

где Д — доза N, Р₂0₅ и К,0, кг/га д. в.; В_у — хозяйственный вынос элемента с пла-новым урожаем, кг/га; 3 — запас (содержание) подвижных форм элемента в почве, кг/га; К_п — коэффициент использования элемента из почвы, доли единицы (при 10% 0,1; 20% 0,2 и т. д.); О —количество элемента в органическом удобрении, кг/га; — разностный коэффициент использования элемента органического удобрения, доли единицы (см. табл. 118); П— количество элемента в удобрении предшественника и (или) в послеуборочных остатках предшественника, кг/га; К_х — разностный коэффициент использования удобрения и (или) остатков предшественника, доли единицы (см. табл. 118); Р — припосевное (рядковое) удобрение, кг/га д. в.; К_р — разностный коэффициент использования припосевного удобрения, доли единицы; К₂ — разностный коэффициент использования удобрений при допосевном внесении, доли единицы (см. табл. 124).

Для взятого примера оптимальные дозы по этой формуле на фоне 20 т/га навоза составят:

=118 (примерно 120 кг).

^N =

130-120-0,2-80.0,25-60.0,05

0/70

46-210 0,05-400,35-60 0,1-10 0,5

0,20

=21+10 (при посе

ве) = 31 (примерно 30 кг).

Д к₂о ~

96-300x0,l-100x0,55-60x0,l

065

=7,7 (примерно 10 кг).

Метод расчетов на плановую прибавку урожая. Более надежный (точный) метод по сравнению с предыдущим, так как здесь обеспеченность почв питательными элементами учитывают с помощью поправочных коэффициентов к дозам, которые колеблются в зависимости от разных факторов меньше, чем КИП. Однако в этом методе нужно знать возможный урожай без удобрений, который лучше всего определять по данным опытов с удобрениями, на основании которых в рассматриваемом случае он равен 2,0 т/га. Но урожай можно определить и по элементу, находящемуся в минимуме, с помощью возможного коэффициента использования его (КИП), что хуже по вышеназванным причинам. Расчеты ведут по следующей формуле:

„_В_п-ОК_а-ПК₁-РК_р „

-к₂-*³'

где В_п — вынос элемента с плановой прибавкой урожая, кг; К₃ — поправочный коэффициент к дозе в зависимости от класса почвы, в данном случае равный 1,0, так как по всем элементам почва относится к 3-му классу, а это средняя обеспеченность для зерновых, зернобобовых и трав. Остальные обозначения те же, что и в предыдущей формуле.

По этому методу оптимальные дозы минеральных удобрений на фоне 20 т/га навоза составляют:

65-80-0,25-60.0,05 , _Л

---—1,0=60 кг.

0,70

^р₂о₅ = Дк,о =

•1,0=0 (здесь калий не нужен).

23-40 0,35-60 0,1-10-0,5

^2U5 0,20 48-100-0,55-60-0,1 0,65

1,0=0+10 (при посеве) = 10 кг.

Расчет оптимальных доз с помощью балансовых коэффициентов использования удобрений, дифференцированных по плодородию почв. Это лучший метод, так как он позволяет одновременно регулировать и обеспеченность почвы питательными элементами. Расчеты для получения планового уровня урожая ведут по следующей формуле:

К₂

где К_х — балансовый коэффициент/использования органических удобрений культуры и (или) ее предшественников, дифференцированный в зависимости от класса почвы и года действия, доли единицы (см. табл. 121)); К₂ — балансовый коэффициент использования минеральных удобрений, дифференцированный по классу почвы в сумме за ротацию, так как при распределении его действия по годам в сумме получают практически те же результаты, доли единицы (см. табл. 120). Остальные обозначения те же, что в предыдущих формулах.

На фоне 20 т/га навоза дозы минеральных удобрений составят:

„ 130-80 0,45 _1Л. . ,ла ч

0,9 46-400,45 0,8

//n ⁼-7Гп——=104 (примерно 100 кг).

=35 кг.

^Р₂0₅ =

„ 96-100-0,7 ...

Дк₂о =-—=26,3 (примерно 30 кг).

Расчеты оптимальных доз удобрений с помощью коэффициентов возврата (возмещения) или интенсивности баланса. Они более сложные, так как по этим показателям трудно учесть действие удобрений по годам: нужно вводить дополнительные показатели, например коэффициенты распределения действия удобрений по годам, которые являются производными разностных коэффициентов и, следовательно, имеют те же недостатки.

На кафедре агрохимии МСХА разработаны и экспериментально в производственных условиях Московской, Смоленской и Тверской областей проверены рассчитанные с помощью балансовых коэффициентов на ЭВМ оптимальные дозы удобрений для получения плановых урожаев культур в разных агроценозах.

В заключение следует подчеркнуть, что для дальнейшего совершенствования балансово-расчетных методов определения оптимальных доз удобрений схемы полевых и производственных опытов должны содержать расчетные, а не эмпирические (как в большинстве опытов Географической сети опытов и в Агрохимслужбе) дозы.

7.5.3. СПОСОБЫ И СРОКИ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Даже при оптимальных общих дозах и соотношениях отдельных видов удобрений они существенно влияют на продуктивность возделываемых культур и, следовательно, на эффективность удобрений. Различают три главных способа внесения макроудобрений: основное (допосевное), припосевное (рядковое) или припо-садочное, послепосевное (подкормка).

Основное удобрение. Предназначено для удовлетворения потребности растений в питательных элементах после всходов до конца вегетации. Для подавляющего большинства культур в условиях достаточного увлажнения и орошаемого земледелия оно составляет 60—90 %, а недостаточного увлажнения — 90—100 % общей дозы. Основное внесение органических и фосфорно-калийных удобрений обычно осуществляют осенью, а азотных — весной под предпосевную обработку почв в зонах достаточного увлажнения и вместе с другими — осенью под основную обработку почвы в зонах недостаточного увлажнения с заделкой соответствующими орудиями вразброс или локально, причем последний способ всегда эффективнее. Преимущество глубокой заделки всех удобрений до посева возрастает с увеличением дефицита влажности почвы и засушливости климата.

Припосевное (рядковое) или припосадочное удобрение. Предназначено для удовлетворения потребностей растений в элементах питания в период от прорастания семян до появления полных всходов. Оно редко превышает 2—10 % общей дозы и представлено водорастворимыми, преимущественно фосфорными, реже фосфорно-азотными или фосфорно-азотно-калийными формами. Конечно, двух- и трехкомпонентные удобрения должны быть комплексными.

Это локальный способ внесения удобрений одновременно с посевом семян в виде строчки (ленты) под ними или сбоку на расстоянии 2—3 см, поэтому он наиболее эффективный. Нередко его называют первым обязательным приемом внесения удобрений под всеми культурами во всех почвенно-климатических зонах. Дозы удобрений при любом способе внесения, особенно при рядковом, должны быть оптимальными, так как с увеличением их повышаются концентрация почвенного раствора и его осмотическое давление, что может привести к изреживанию (а при избытке и к гибели) посевов и снижению общей продуктивности. Рекомендуем следующие примерные оптимальные и максимальные дозы и состав припосевного удобрения основных культур в Нечерноземье (табл. 125).

Послепосевное удобрение (подкормка). Предназначено для удовлетворения потребностей растений чаще всего в азоте, реже в калии в период максимального поглощения их в период вегетации. На долю его приходится 20—30 % общей дозы. Роль этого способа для всех культур возрастает в орошаемом земледелии и с повышением влагообеспеченности почв при увеличении общей насыщенности удобрениями.

Подкормки проводят поверхностно, с заделкой в почву, вразброс и локально, сухими и жидкими удобрениями, корневые и некорневые. Подкормки азотными удобрениями, как правило, обязательны для озимых зерновых и многолетних злаковых трав, причем прежде всего в ранее указанных регионах. Под овощными, кормовыми и пропашными культурами на легких почвах в этих же регионах наряду с азотными возможны подкормки калийными, а под двумя последними культурами и жидкими органическими удобрениями, особенно когда общая доза их велика.

В условиях недостаточного увлажнения и засушливого климата дробление общей дозы на основное удобрение и подкормки, как правило, агрономически и экономически невыгодно.

В зависимости от природно-экономических условий основное (допосевное) удобрение вносят ежегодно под каждую культуру, а иногда, например под яровые зерновые с подсевом многолетних трав, сразу под покровную культуру дают общую дозу фосфора (иногда и калия) для нее и возделываемых трав одного или двух лет. Такой прием называют периодическим, или запасным, внесением. К нему относятся и фосфоритование почв, традиционное внесение органических удобрений или специальное внесение под одну однолетнюю культуру дозы, рассчитанной (или установленной) на три культуры сразу.

Многочисленные опыты при сравнении эквивалентных доз в различных почвенно-климатических зонах страны убедительно свидетельствуют о том, что периодическое ( 1 раз в 3 года) внесение фосфорных удобрений под однолетними культурами, как правило, эффективнее, чем ежегодное.

Под многолетними кормовыми и плодово-ягодными культурами этот прием, естественно, еще более эффективен.

Таким образом, всесторонне обоснованный подбор способов и сроков внесения оптимальных доз, видов и форм удобрений с учетом почвенно-климатических, агротехнических условий и свойств применяемых удобрений под каждую культуру значительно повышает их агрономическую эффективность и экологическую безопасность.

7.6. СИСТЕМА УДОБРЕНИЯ АГРОЦЕНОЗОВ

Разработку системы удобрения каждого агроценоза (севооборота, принятого чередования или бессменных посевов культур) следует начинать с анализа продуктивности и чередования культур, почвенно-климатических и агротехнических условий, количества и качества применяемых удобрений за предыдущие годы (как минимум, за 4—5 лет) и планирования этих показателей на ближайшую (4—5 лет) или отдаленную (10 лет и более) перспективу. Все перечисленные данные имеются в каждом хозяйстве, а хозяйственный вынос питательных элементов культурами или затраты их на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции можно получить в ближайших зональных (или областных) научно-исследовательских и проектно-изыскательных организациях.

По результатам последнего почвенно-агрохимического обследования территории хозяйства (почвенная карта и агрохимические картограммы или паспорта полей) определяют средневзвешенный уровень плодородия (окультуренности) почв всех полей (и участков) каждого агроценоза: произведения классогектаров (площадь, умноженная на класс почвы) по каждому показателю (pH, Hr, ЕКО, содержание питательных элементов, гумуса и др.) суммируют со всех полей (и участков их) данного агроценоза и делят на общую площадь его. Полученные величины и являются средневзвешенными показателями.

По результатам уточненного (на перспективу) чередования культур в каждом агроценозе определяют средневзвешенную потребность всех культур его к плодородию почв: долю площади в данном агроценозе зерновых, зернобобовых и трав умножаются на 3 (средний класс плодородия почв для этой группы культур), долю пропашных культур умножают на 4, а овощных и технических культур (по фосфору) — на 5. Полученные произведения суммируют и делят на общую площадь агроценоза; искомая величина и есть средневзвешенная потребность всех культур в плодородии (классу) почв.

Сопоставление средневзвешенных фактического уровня плодородия почв агроценоза (севооборота) с потребностью всех культур его является наиболее обоснованным условием требований к балансу азота, фосфора, калия, кальция и гумуса на данной территории.

Потребность, дозы, места (культуры) внесения химических мелиорантов в каждом агроценозе определяют по средневзвешенным показателям кислотности (или щелочности), степени насыщенности основаниями (или доле натрия в ЕКО), содержанию подвижных форм алюминия и марганца, а также требовательности культур данного агроценоза к реакции почв. Дозы мелиорантов устанавливают с помощью различных методов по разным показателям почв в зависимости от требований культур, а место (культуру) внесения — с учетом неодинаковой требовательности культур к мелиорации, организационно-технических возможностей качественного внесения их в почву, а также доз и свойств конкретных мелиорантов.

Определение доз и мест (культур) внесения органических удобрений в каждом агроценозе начинают с установления возможностей максимального накопления в хозяйстве различных органических удобрений, далее наиболее обоснованно распределяют их по разным агроценозам. В пределах каждого агроценоза дозы органических удобрений должны быть не ниже минимальных и не выше максимально возможных, причем вноситься они должны с учетом неодинаковой отзывчивости разных культур на эти удобрения, организационно-технических возможностей наиболее качественного внесения их и конъюнктуры рынка.

Методика определения оптимальных доз минеральных удобрений в каждом агроценозе зависит от выбора и возможностей землепользователя и, следовательно, от обеспеченности (насыщенности) агроценозов и отдельных культур в хозяйстве минеральными удобрениями.

При очень ограниченных ресурсах (до 30—50 кг/га д.в. в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия и до 5—10 кг/га д.в. в засушливых условиях) возможны два варианта: всем культурам равномерное количество или выделение для конъюнктурной культуры необходимого количества удобрений для получения плановой (максимальной) урожайности, а остаток (если он будет) для другой (или других) культуры. Если для первого варианта дозы удобрений можно установить по первой группе методов, то для второго необходимы для конъюнктурной культуры балансовые методы, а для остальных методы первой группы. Этот пример доказывает необходимость знаний и умения каждого агронома владеть различными методами разработки систем удобрения не только при достаточной (или неограниченной), но и при очень низкой (вплоть до нулевой) обеспеченности агроценозов (культур) минеральными удобрениями, т. е. при любой насыщенности ими.

Итак, при очень ограниченных ресурсах минеральных удобрений дозы их определяют по рекомендациям научных учреждений региона (или области), причем начинают с оптимальных доз при-посевного (припосадочного) удобрения (обычно 10—30 кг/га д.в. фосфорных или фосфорно-азотных) под все возделываемые культуры. Остальные удобрения (если они есть) следует дать озимым зерновым и злаковым многолетним травам в виде азотных подкормок; дозы их должны быть не менее 20 кг/га д.в.

Эта доза (20 кг/га д.в.) любых минеральных макроудобрений при допосевном (основном) и послепосевном (подкормки) внесении является минимальной, экономически оправданной дозой. Если и после этого осталась часть удобрений, ее следует отдать экономически наиболее выгодной (конъюнктурной) культуре, причем в зависимости от количества удобрений дозы под нее следует устанавливать по рекомендациям (до 100—150 кг/га д.в.) или с использованием балансовых расчетов (более 100—150 кг/га д.в.).

При насыщенности посевов удобрениями более 100—150 кг/га д.в. и при установлении доз удобрений для получения плановых и максимальных урожаев культур без ограничений обеспеченности удобрениями определение доз минеральных удобрений под культуры необходимо осуществлять с обязательным применением балансовых расчетов.

Оптимальная доза удобрений под любую культуру должна обеспечивать максимальную окупаемость их получаемой продукцией хорошего качества при имеющейся общей насыщенности удобрениями.

Максимальная доза удобрений под любую культуру должна обеспечивать получение максимальной урожайности ее (продуктивности) хорошего качества с одновременным регулированием плодородия почв и соблюдением требований охраны окружающей среды.

При очень ограниченных ресурсах удобрений оптимальными могут оказаться рекомендуемые дозы припосевного удобрения для всех культур, азотных подкормок — для озимых зерновых и многолетних злаковых трав и расчетные дозы под конъюнктурную культуру.

В условиях засушливого земледелия общая схема системы удобрения агроценозов этим может и заканчиваться, причем расчетные дозы здесь неприемлемы.

При насыщенности посевов от очень низкой до 100—150 кг/га д.в. возможны различные комбинации оптимальных доз припосевного удобрения под все культуры с рекомендуемыми или расчетными дозами азотных подкормок, озимых зерновых и многолетних трав и с рекомендуемыми или расчетными дозами основного удобрения под конъюнктурные (наиболее выгодные) культуры.

7.6.1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В АГРОЦЕНОЗЕ ПРИ ОГРАНИЧЕННЫХ РЕСУРСАХ ИХ И ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАНОВЫХ УРОЖАЕВ

Из двух вариантов решения поставленных в заголовке задач наиболее сложным является первый, так как здесь сначала нужно определить возможную урожайность культур агроценоза в конкретных природно-экономических условиях, а затем уже разработать оптимальные дозы минеральных удобрений, соответствующие общей обеспеченности ими потребностей культур, плодородию почв и количеству и качеству имеющихся органических удобрений. Определить дозы для получения плановых урожаев проще, так как здесь при прочих равных условиях уровни урожаев заданы, а количество минеральных удобрений не лимитировано. Методика решения этой задачи абсолютно идентична первой методике с момента определения в ней возможных урожаев культур агроценоза и может различаться только уровнями их.

Для лучшего понимания вопроса рассмотрим методику определения оптимальных доз минеральных удобрений в агроценозе при ограниченных ресурсах удобрений на конкретном примере. Подчеркнем, что решать эту задачу можно с использованием любых известных методик определения доз удобрений, но с обязательной проверкой по возможному балансу элементов. В связи с указанными ранее недостатками большинства методик здесь приводится вариант с применением дифференцированных по плодородию почв балансовых коэффициентов использования удобрений.

В качестве примера возьмем четырехпольный севооборот (вико-овсяная смесь, озимая пшеница, картофель и ячмень) площадью 400 га (все поля равновелики), расположенный в Нечерноземной зоне на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве с содержанием гумуса 2,0—2,2 %, гидролитической кислотностью 2—4, ЕКО 10—12 мг • экв/100 г и следующими различиями по реакции и содержанию фосфора и калия в отдельных полях:

№ поля

Класс почвы

pH

РА

К₂0

1

2

3

4

Средневзвешенный показатель

Обеспеченность севооборота: 7 т/га торфяного навоза с содержанием N 0,5 %, Р₂0₅ 0,25 % и К₂0 0,5 % и 170 кг/га д. в. минеральных удобрений.

Определим средневзвешенную потребность культур севооборота с учетом обеспеченности почвы подвижными фосфором и калием: (3 • 300 + 4 • 100): 400 = = 3,25 класс и отношение к кислотности: (6 • 300 + 4 • 100): 400 = 5,5 класса. Следовательно, по обеспеченности элементами питания почва соответствует средней потребности и баланс их в севообороте может быть нулевым (бездефицитным), а по средневзвешенной кислотности почвы культуры нуждаются в известковании и сдвиге этого показателя на 1 класс.

Пользуясь зональными (лучше областными или собственными) затратами питательных элементов на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции культур севооборота (см. табл. 111), подберем такие количества продукции их, которые содержат равные количества фосфора (например, 10 кг, хотя может быть и любая другая величина) и получим, что столько фосфора (10 кг) содержится в 1 т зерновых культур, 6 т клубней картофеля и 7 т зеленой массы вико-овсяной смеси.

Определим затраты всех элементов установленными единицами продукции всех культур, суммируем их и, разделив на 4, найдем средневзвешенные затраты питательных элементов всех культур равными по потреблению фосфора единицами продукции (см. табл. 126).

Если средневзвешенные затраты элементов (т. е. вынос) разделить на балансовые коэффициенты использования удобрений за ротацию севооборота при существующем плодородии почв (см. табл. 120), получим оптимальные дозы удобрений для достижения указанных в таблице единиц продукции культур с одновременным регулированием обеспеченности почвы. По азоту возьмем 85 %, т. е. нулевой баланс с 15 % потерь (хотя в этой зоне они достигают 20—30 %), по фосфору — 95 %, хотя можно иметь и 100 % (нулевой), но 95 % лучше, так как это будет способствовать большей устойчивости урожаев культур в неблагоприятные годы, по калию — 110 %, т. е. 10 % потребности в этом элементе культуры будут удовлетворять за счет почвы, хотя можно иметь (100 %) нулевой баланс, но, учитывая дальнейший рост подвижных форм калия в почве даже при отрицательном балансе, считаем наш вариант оптимальным.

Сложив дозы отдельных элементов, получим сумму их при установленном соотношении (табл. 126).

Переведем общую обеспеченность навозом в питательные элементы, суммируем их и полученную величину (88 кг/га) суммируем с заданной (исходной) обеспеченностью минеральными удобрениями (170 кг/га); искомая величина (258 кг/га д. в.) и является общей обеспеченностью севооборота удобрениями. Если эту обеспеченность (258 кг/га) разделить на сумму удобрений, необходимых для получения установленных единиц продукции культур севооборота (68,5 кг/га), получим возможное увеличение этих единиц в данном случае в 3,76 паза, т. е. возможные уровни урожаев всех культур составляют 3,76 т/га зерновых, 22,56 т/га картофеля и 26,32 т/га зеленой массы однолетних трав.

Теперь можем определить оптимальные соотношения между отдельными видами удобрений в пределах имеющихся ресурсов, соответствующие возможным уровням урожайности культур. Для этого суммарную обеспеченность удобрениями (258 кг/га) разделим на сумму оптимальных соотношений элементов в них (6,53), полученная величина (39,5 кг/га) — доля Р₂0₅, умножаем ее на 2,86 и получаем долю N — 112,9, примерно 113 кг/га, затем долю фосфора умножаем на 2,67 или, сложив доли фосфора и азота (152,4), вычитаем их из общей обеспеченности удобрениями (258,0) и получаем долю К₂0 — 105,5, примерно 105 кг/га.

Так как в навозе содержание и соотношение азота, фосфора и калия известны и постоянны, вычитаем соответственно их количества из установленных общих соотношений: N=113 — 35 = = 78 кг/га, Р₂0₅ = 39,5 — 17,5 = 22 кг/га, К.,0 = 105 — 35 = 70 кг/га. Оставшиеся количества и есть доли азотных, фосфорных и калийных удобрений в обшей заданной обеспеченности ими (78 + 22 + 70 = 170 кг/га).

Далее приступаем к разработке системы удобрения для получения установленных уровней урожайности культур при имеющихся ресурсах их. Причем с этого момента это одновременно и методика разработки системы для получения плановых урожаев культур.

По кислотности почвы и требовательности к ней культур севооборота ранее уже установлена необходимость известкования, причем 3 культуры сильно нуждаются в нем, а 1 (картофель) — предпочитает слабокислую реакцию. Следовательно, лучшим местом внесения извести в севообороте будет поле, ежегодно предназначаемое для ячменя после уборки картофеля. С организационной точки зрения, это не самый хороший вариант, поэтому возможно внесение извести в поле с картофелем после его посадки до всходов. Учитывая, что 75 % культур севооборота сильно нуждаются в известковании, дозу извести определим по средневзвешенной гидролитической кислотности (Нг=3мг экв/100г): Д_СаС0 = =1,5Нг=4,5т/га.

Навоз, лучше всего весь (28 т/га), следует внести под одну культуру, а оптимальным местом внесения его по организационным причинам и с учетом удобрения им наиболее ценных (конъюнктурных) культур — пшеницы и картофеля — будет занятый пар перед посевом озимой пшеницы, хотя наиболее отзывчивой на навоз в севообороте является викоовсяная смесь.

Зная возможные (или плановые) урожаи культур, рассчитаем хозяйственный вынос ими питательных элементов, вычтем из этой потребности с помощью дифференцированных балансовых коэффициентов количества их, используемые по годам из навоза (см. табл. 121), а остальное нужное растениям количество элементов (табл. 127) будем компенсировать минеральными удобрениями.

Как видно из таблицы 127, в соответствии с балансовым коэффициентом использования калия из навоза в первый год (см. табл. 121) озимая пшеница могла бы усвоить 98 кг, но для получения установленного урожая ей необходимо 94 кг. Поэтому оставшиеся 4 кг сохраняются в почве и могут быть использованы следующей по этому полю культурой — картофелем, который, по расчетам, на второй год может усвоить из навоза 35 кг калия.

Теперь переведем оставшуюся неудовлетворенной потребность культур в питательных элементах в дозы минеральных удобрений с помощью дифференцированных балансовых коэффициентов использования их в сумме за ротацию (см. табл. 120); так как минеральные удобрения применяют под все культуры севооборота, нет смысла раскладывать их действие по годам. Проведя расчеты и округлив полученные цифры с точностью до 5 кг/га, получим общую схему системы удобрения в севообороте (табл. 128).

Как видно из полученных данных (см. табл. 128), отклонение от заданной обеспеченности удобрениями (в результате округления доз) составляет менее 2 %. На основании этого вполне можно рассчитывать на получение установленных (плановых) урожаев культур без дополнительной проверки системы по балансу питательных элементов.

При разработке системы удобрения в агроценозах любыми другими методами определения оптимальных доз удобрений проверка их по балансу питательных элементов обязательна.

7.6.2. БАЛАНС ПИТАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ГУМУСА

Баланс питательных элементов — это прогнозный эколого-агрономический показатель продуктивности культур* плодородия почв и степени соответствия их количеству и качеству применяемых удобрений и одновременно показатель химической нагрузки не только на почвы и растения, но и на контактирующие с ними компоненты окружающей среды.

Систематическое повышение (расширенное воспроизводство) плодородия почвы базируется в основном на внесении в нее химических мелиорантов, органических и минеральных удобрений в количествах, обычно превышающих потребности культур в питательных элементах, т. е., как правило, только при положительном балансе питательных элементов. Существовавшая до недавнего времени подобная практика применения удобрений в агроценозах многих регионов России и других стран представляла собой экологическую угрозу окружающей среде и явилась одной из причин загрязнения отдельных видов сельскохозяйственной продукции, почв и вод во многих регионах. Все это обусловливает необходимость введения в практику предельно допустимой (максимально возможной) дозы (насыщенности) удобрений под конкретную культуру (севооборот, агроценоз) на конкретном поле (участке, севообороте) с учетом фактической продуктивности, достигнутого уровня плодородия и желаемого его изменения с целью оптимизации.

Для получения любых уровней продуктивности сельскохозяйственных культур вплоть до максимальных на почвах с оптимальным плодородием уровень применяющихся удобрений должен быть теоретически таковым, чтобы полностью компенсировать расходование питательных элементов отчуждаемой продукцией и другими потерями, т. е. при нулевом балансе этих элементов. Практически же при достижении продуктивности культур ниже максимально возможной результаты баланса питательных элементов нередко оказываются отрицательными, а без удобрений при минимальной продуктивности культур — всегда отрицательными. Это с точки зрения загрязнения получаемой продукции, как правило, безопасно, но рано или поздно приведет к снижению плодородия почвы и, следовательно, к дальнейшему снижению продуктивности возделываемых культур.

Поэтому количественные показатели баланса питательных элементов при существующей (многолетней) продуктивности агроценоза в конкретных почвенно-климатических условиях являются экологическим показателем (нормативом) степени и скорости повышения плодородия и загрязнения при положительных величинах, истощения плодородия при отрицательных величинах и неизменности (сохранения плодородия) почв при нулевых величинах. Кроме того, результаты баланса служат показателями (нормативом) качества контроля (сертификации) получаемой сельскохозяйственной продукции с конкретных территорий, так как при положительном балансе элементов возрастает опасность загрязнения ими продукции и необходим более жесткий контроль. При нулевом балансе контроль за качеством продукции должен быть стандартным (обычным), а при отрицательном балансе с увеличением величины — все более выборочным.

Результаты баланса — это показатели (нормативы) загрязнения или очищения продукции, почв и сопредельных сред не только теми элементами и веществами (включая сопутствующие), которые вносят в виде удобрений, но и которыми уже была загрязнена почва или которые вносят в виде мелиорантов, химических средств защиты растений от болезней, вредителей, сорняков и для предотвращения полегания посевов. Все эти элементы и вещества при получении запланированной продуктивности культур и нулевом балансе питательных элементов не содержат своих остатков в продукции, почве и сопредельных средах в количествах, превышающих существующие экологические нормативы (ПДК, ОДК, МДУ и т. д.). При отрицательном балансе, т. е. когда продуктивность культур выше запланированной, концентрация всех элементов и веществ в продукции будет еще ниже, чем при нулевом балансе, за счет ростового разбавления и остатки их в почве и сопредельных средах будут еще ниже, так как приход в почву меньше расхода культурами.

В приходную часть в балансовых расчетах включают следующие источники поступления элементов: органические и минеральные удобрения, мелиоранты; элементы из атмосферы (включая выпадение с осадками); биологическую фиксацию азота симбиотическими, свободноживущими и ассоциативными организмами; посевной материал и растительные остатки.

В расходную часть включают расходование элементов на создание основной и побочной продукции культур и растительные остатки, вымывание элементов в грунтовые воды и смыв их с поверхности, газообразные потери элементов и потери в результате ветровой эрозии.

При полном расчете всех перечисленных статей прихода и расхода элементов баланс называют биологическим, а при исключении растительных остатков (опад, корневые и пожнивные остатки растений) в приходной и расходной части — хозяйственным. Для теоретических исследований чаще рассчитывают биологический, а для практических целей — хозяйственный баланс элементов.

Размеры и соотношения статей прихода и расхода элементов в их круговороте и балансе неодинаково и значительно изменяются в зависимости от природных и хозяйственных условий, т. е. от уровня продуктивности возделываемых культур, плодородия почв, обеспеченности удобрениями и агротехники. Поэтому анализ состояния баланса и круговорот элементов в каждом конкретном случае должны быть тесно связаны со всеми перечисленными факторами (урожайность, насыщенность удобрениями и состояние плодородия почвы).

Ориентировочные размеры всех статей прихода и расхода питательных элементов в различных почвенно-климатических зонах приведены в справочниках и рекомендациях. Однако более точно они могут быть определены в местных (областных, зональных) научно-исследовательских, проектно-изыскательских и учебных заведениях соответствующих регионов.

Количественная и качественная оценки приходно-расходных статей баланса питательных элементов в различных почвенно-климатических условиях нередко позволяют значительно сократить число этих статей за счет исключения сопоставимых и равных из их числа как в приходной, так и в расходной статьях. Например, для азота суммарное количество поступающего в почву элемента из атмосферы (включая выпадение с осадками), с семенами и за счет сво-бодноживущих азотфиксаторов нередко соответствует суммарным потерям его за счет вымывания, эрозионных процессов и газообразных потерь. Для фосфора, калия, кальция, магния и других элементов суммарное количество каждого из них, поступающее из атмосферы и с семенами, также может соответствовать суммарным их потерям за счет вымывания и эрозионных процессов.

Разумеется, при различиях в суммарных величинах вышеперечисленных статей прихода и расхода уменьшается их количество, соответствующее суммарному равенству с той и другой стороны. В конечном итоге среди приходных статей баланса нередко остается только внесение с удобрениями и мелиорантами (для азота еще и симбиотическая азотфиксация), а в расходных — потребление растениями (хозяйственный вынос). Это существенно упрощает балансовые расчеты и позволяет легко осуществлять их в любом производственном посеве, агроценозе или природном (естественном) ландшафте.

Учитывая различия природных условий и связанных с ними колебаний урожайности возделываемых культур, а также ежегодные количественные и качественные изменения применяемых удобрений, наиболее объективная и правильная оценка баланса может быть получена за полную ротацию севооборота (агроценоза). При этом расчеты следует вести по средним или суммарным за ротацию величинам урожайности, дозам и соотношениям применявшихся удобрений. Аналогичные оценки степени соответствия баланса питательных элементов уровню плодородия почв, урожайности возделываемых культур и требованиям охраны окружающей среды можно осуществлять для хозяйства, района, области, зоны, республики. Для лучшего понимания методики получения таких оценок разберем конкретный пример на отдельном хозяйстве Центрального Нечерноземья.

Методика определения степени соответствия продуктивности культур количествам (дозам, насыщенности) удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях хозяйства. Почвы хозяйства дерново-подзолистые, среднесуглинистые, средневзвешенное плодородие их по результатам агрохимических картограмм (паспортов полей) за последние 5 лет соответствует по содержанию фосфора и калия 3-му классу, по кислотности 5-му классу. Среднегодовая обеспеченность минеральными удобрениями за 5 лет составила (кг/га д. в.): азотные 60, фосфорные 55 и калийные 55 (всего 170) и органическими удобрениями 8 т/га. В среднем органические удобрения содержали 0,35 % азота, 0,2 % фосфора и 0,4 % калия, т. е. в 8 т содержалось 28 кг азота, 16 кг фосфора и 32 кг калия, а общая обеспеченность азотом 88 (60 + 28), фосфором 71 (55 + 16) и калием 87 (55 + 32) в сумме равна 246 кг/га д. в.

Среднегодовая за 5 лет урожайность зерновых колосовых культур (при 35 % их в структуре посевных площадей) составила 2,0 т/га, картофеля (10 % в структуре) — 12,5, сена многолетних трав (35 % в структуре) — 4,0, зеленой массы однолетних трав (16 % в структуре) — 16,0, кукурузы (2 % в структуре) — 20,0, кормовой свеклы (2 % в структуре) — 17,0 т/га.

Пользуясь собственными или справочными данными, рассчитаем хозяйственные выносы питательных элементов возделывавшимися культурами, учтем удельный вес их в структуре посевных площадей и определим средневзвешенный хозяйственный вынос элементов (табл. 129).

Сопоставим полученные результаты со среднегодовым внесением удобрений, рассчитаем баланс питательных элементов (табл. 130).

130. Баланс питательных элементов

Результаты столь положительного баланса по всем элементам свидетельствуют прежде всего о том, что достигнутый уровень урожайности культур в хозяйстве значительно ниже, чем мог быть при указанной насыщенности посевов удобрениями. Следовательно, не недостаток удобрений, а другие факторы агротехники лимитировали рост урожайности (сроки, качество обработки почвы, посевного материала, ухода за посевами, уборки урожая, дозы, формы, сроки и способы внесения удобрений под отдельные культуры и др.). Из структуры посевных площадей хозяйства (см. табл. 129) видно, что 14 % культур (картофель, кукуруза, кормовая свекла) требуют почв 4-го класса, а остальные — 3-го, т. е. средневзвешенная требовательность всех культур почти соответствует

3-му классу, а фактическое плодородие почв всех полей по обеспеченности фосфором и калием 3-го класса и по кислотности 5-го класса. Следовательно, при близком к нулю балансе по всем питательным элементам можно сохранять или постепенно улучшать плодородие почв и получать максимальный эффект от удобрений.

Если учесть, что 20—40 % минерального азота в этой зоне теряется в результате вымывания и газообразных потерь и в структуре посевных площадей злаково-бобовые смеси составляют 50 %, то нулевого баланса по азоту практически можно достигнуть при 20%-ных потерях, т. е. коэффициент возврата должен быть 1,2, интенсивность баланса — 120 % и балансовый коэффициент использования удобрений — 80 %. В нашем же примере (см. табл. 130) приход азота более значительный, а это чревато опасностью загрязнения почв, вод и продукции нитратами и нитритами.

Баланс по фосфору следовало бы также иметь гораздо менее положительным: примерно 30 % вносимого с удобрениями фосфора сверх выноса культурами (балансовый коэффициент 70 %) было бы вполне достаточно для постепенного увеличения его содержания в почвах. В нашем примере (см. табл. 130) 2/3 фосфора сверх выноса культурами ежегодно остается в почве. За 5 лет содержание его в почве увеличилось на 235 кг (47 * 5), что по средним для зоны нормативам (80 кг/га соответствует 1 мг/100 г) эквивалентно увеличению его содержания на 3 мг/100 г почвы (235 : 80), т. е. примерно на 0,5 класса, а это больше, чем целесообразно. При чрезмерном избытке фосфора увеличивается опасность загрязнения почвы и продукции сопутствующими ему в удобрениях нежелательными (токсичными) элементами (фтор, хром, никель, свинец, кадмий и др.), а также снижается доступность растениям цинка.

Баланс по калию мог быть нулевым или слабоположительным (балансовый коэффициент 100—90%), что вполне достаточно не только для сохранения, но и для увеличения обеспеченности им почв. В нашем примере баланс калия чрезмерно положителен: за 5 лет сверх выноса культурами внесено 63 кг/га (12,6 • 5), что по средним для зоны нормативам (30—40 кг/га эквивалентны 1 мг/100 г почвы) соответствует увеличению его содержания на 2 мг в 100 г почвы (63 : 30). Избыток калия увеличивает опасность загрязнения им продукции (особенно трав) и способствует более интенсивному вымыванию из пахотного слоя почв кальция и магния.

Установив оптимальные требования к балансу питательных элементов, определим возможную урожайность культур и необходимые при этом соотношения между азотными, фосфорными и калийными удобрениями в пределах имеющихся общих ресурсов их и органических удобрений.

Определим (по местным или справочным данным) вынос питательных элементов с единицей (1 т) основной и соответствующим количеством побочной продукции каждой культуры и подберем такие количества (единицы) продукции у всех культур, с которыми потребляется одинаковое количество фосфора (например, 12 кг, хотя величина может быть и любой другой, а эта взята для удобства расчетов), а различия в потреблении других элементов изменяются пропорционально изменениям фосфора (табл. 131). Далее определим с учетом структуры посевных площадей средневзвешенный вынос элементов всеми культурами с установленным количеством продукции, содержащей одинаковое количество фосфора.

Для трансформации средневзвешенного выноса питательных элементов всеми культурами в соответствующее количество удобрений предусмотрим с помощью балансовых коэффициентов их использования бездефицитный баланс по калию (100 %), с учетом 20 % потерь азота практически бездефицитный баланс по нему

(80%), а 30 % вносимого фосфора (балансовый коэффициент 70 %) будут постепенно повышать обеспеченность им почв. Если средневзвешенный вынос элементов культурами разделить на принятые балансовые коэффициенты (в долях единицы), найдем необходимые количества удобрений для получения установленных величин продукции всех культур с одновременным (желаемым) изменением обеспеченности почв питательными элементами. Далее определим сумму полученных удобрений

(38,5 + 17,1+ 37,4 = = 93,0) и разделим на нее имеющуюся обеспеченность (246 кг/га) хозяйства всеми удобрениями (246 : 93 = 2,6).

Полученная величина показывает, что имеющаяся обеспеченность хозяйства удобрениями в 2,6 раза больше, чем требуется для получения определенных ранее количеств продукции по каждой культуре, т. е. при таких ресурсах можно получать 2,6 т/га зерновых (1,0* 2,6), 15,6 т/га картофеля (6,0 * 2,6), 5,2 т/га сена

(2,0 • 2,6), 20,8 т/га однолетних трав и кормовой свеклы (8,0 • 2,6),

26,0 т/га кукурузы (10,0 • 2,6).

Определим соотношения между отдельными удобрениями (принимая за единицу долю фосфорных) и сумму соотношений 2,26 (2,3) + 1 + 2,19(2,2) = 5,49 « 5,5. Если имеющуюся общую обеспеченность хозяйства удобрениями (246 кг/га) разделить на сумму соотношений их (5,5), получим долю фосфорных (45), умножая которую на соответствующие величины, установим доли азотных (4,5*2,26= 104) и калийных (45*2,19 = 99) удобрений. Сумма всех их (104 + 45 + 99 = 248 кг/га) на 2 кг превышает (за счет округлений в расчетах) имеющиеся ресурсы (246), поэтому для устранения этого недостатка уменьшим на 1 кг доли азотных и калийных удобрений (103 + 45 + 98 = 246). Из полученных общих количеств удобрений вычтем содержащиеся в 8 т/га органических удобрений 28 кг азота, 16 кг фосфора и 32 кг калия. Оставшиеся величины — 75 кг азота (103—28), 29 кг фосфора (45—16) и 66 кг калия (98—32) — в сумме составят 170 кг/га имеющихся минеральных удобрений, но уже совершенно в других, чем ранее (60, 55 и 55), соотношениях, которые позволяют рассчитывать на более высокие урожаи возделываемых культур, так как отвечают биологическим требованиям культур с одновременным регулированием эффективного плодородия почв.

Методика определения предельной дозы (насыщенности) удобрений. Определение предельной, или максимально допустимой, дозы (насыщенности) удобрений под отдельными культурами и в агроценозах с научно обоснованным соотношением между элементами является чрезвычайно важной задачей всех производителей растениеводческой продукции и природоохранных организаций. Эти величины могут значительно колебаться в зависимости от почвенно-климатических условий, вида (сорта) и уровня продуктивности культуры и агроценоза, а также общей культуры земледелия и степени актуальности экологических ограничений.

Однако имеется ряд общих требований.

1. Максимально планируемая урожайность отдельных культур и сортов и продуктивность агроценозов должны соответствовать среднемноголетним (не менее 5—7 лет) погодно-агротехническим условиям (приход ФАР, сумма положительных температур, количество и распределение осадков, сроки и способы обработки почвы и т. д.). Она может быть определена расчетным путем или по среднемноголетним показателям урожайности этих культур (сортов) на типичных почвах данной зоны, полученным на лучших вариантах опытов в научно-исследовательских учреждениях (НИИ, опытные станции, Госсортоучастки, вузы и др.) и в производственных посевах передовых хозяйств.

2. Учет фактического средневзвешенного плодородия почвы всех полей агроценоза по результатам последнего почвенно-агрохимического обследования позволит обосновать необходимость и направленность изменений показателей эффективного плодородия до оптимальных уровней для всей совокупности возделываемых культур.

3. Оптимизация показателей эффективного плодородия осуществляется с помощью дифференцированных балансовых коэффициентов использования удобрений (т. е. по балансу): при обеспеченности почв элементами питания выше оптимальной, почвы постепенно истощаются до оптимума, при оптимуме баланс нулевой, при недостатке элементов в почве баланс положительный с целью повышения обеспеченности почв до оптимума.

Разберем несколько примеров. Требуется определить максимально допустимую насыщенность удобрениями с оптимальным соотношением элементов под картофелем на серой лесной почве (средневзвешенная обеспеченность питательными элементами 4-й класс). Среднемноголетняя максимальная урожайность его (по данным многолетних опытов и производства) 25,0 т/га, ежегодная обеспеченность органическими удобрениями 10 т/га, содержание в которых азота 0,5%, фосфора 0,25 % и калия 0,6 %.

Определим вынос питательных элементов с 25,0 т/га клубней и соответствующим количеством ботвы (по результатам ежегодных анализов или по справочным данным). Он составляет 150 кг азота, 50 кг фосфора и 225 кг калия.

Так как фактическое плодородие почвы соответствует оптимальному для этой культуры, то баланс питательных элементов при этом должен быть нулевым по всем элементам (если за счет почвенной и растительной диагностики и совершенствования сроков и способов внесения азотных удобрений потери азота будут исключены) или практически нулевым по азоту (с учетом возможных потерь его около 20 %). Следовательно, балансовые коэффициенты использования фосфорных и калийных удобрений должны быть равны 100 %, а азотных — 100 или 80 %, т. е. общая доза азота 150 (или 180) кг, фосфора 50 и калия 225 кг, атак как 10т/га навоза обеспечивает 50 кг азота, 25 кг фосфора и 60 кг калия, то на долю минеральных удобрений остается 100 (или 130) кг азота, 25 кг фосфора и 165 кг калия. В сумме это составляет 290 (или 310) кг/га NPK. Таким образом, предельная общая насыщенность (максимально допустимая доза) удобрениями для картофеля в указанных почвенно-климатических условиях равна 425 (или 455) кг/га д. в. Увеличение дозы возможно только за счет фосфорно-калийных удобрений не более чем на 10 (при 3-м классе обеспеченности) или 20 % (при 2-м классе обеспеченности) соответствующими элементами, а уменьшение — на 10 % при повышении обеспеченности почвы фосфором или калием на один класс и на 20 % на два класса.

Другой пример. В длительном стационарном полевом опыте, заложенном в 1975 г., на хорошо окультуренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в учхозе «Михайловское» Подольского района Московской области в четырехпольном севообороте среднегодовая максимальная урожайность за 16 лет (1976— 1991) на лучших вариантах (с положительным или нулевым балансом питательных элементов за все годы исследований) составила: озимой пшеницы 4,5 т/га, картофеля 23,0 т/га, ячменя 3,5 т/га и сена однолетних трав (вико-горохо-овсяная смесь) 6,5 т/га. Требуется определить максимальную предельно допустимую насыщенность посевов удобрениями при сохранении (поддержании) исходного плодородия (содержание фосфора и калия соответственно 15 и 19 мг/100 г почвы), т. е. при нулевом (или практически нулевом для азота) балансе питательных элементов. Рассчитаем ежегодный хозяйственный вынос питательных элементов всеми культурами севооборота (табл. 132).

132. Среднегодовой хозяйственный вынос питательных элементов культурами, кг/га

рявшихся вариантах с дефицитным балансом по разным питательным элементам.

В наших исследованиях за 16 лет (4 ротации севооборота) среднегодовой хозяйственный вынос в вариантах без удобрений составил 30 кг/га фосфора и 83 кг/га калия. Следовательно, за 16 лет из почвы было потреблено культурами 480 кг/га (30-16) фосфора и 1328 кг/га (83 • 16) калия. Исходная обеспеченность пахотного горизонта почвы (перед закладкой опыта, 1975 г.) составила фосфором 15 и калием 19 мг/100 г почвы, а перед пятой ротацией (1991 г.) в среднем по четырем полям контрольных вариантов соответственно 10 и 11 мг/100 г почвы, т. е. снизилась соответственно на 5 и 8 мг/100 г почвы.

Таким образом, для снижения обеспеченности соответствующим питательным элементом на 1 мг в 100 г пахотного горизонта дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в течение 16 лет растения потребляли 100 кг/га фосфора (480 : 5 = 98 = 100) и 166 кг/га (1328 : 8 = 166) калия. Разумеется, эти величины приемлемы только для аналогичных почвенно-климатических и агротехнических условий. Подобные расчеты следует проводить не только для пахотного, но и для нижележащих горизонтов почв, так как культуры могут потреблять питательные элементы по всему профилю проникновения корней.

Следовательно, хотя теоретически 1 мг на 100 г почвы соответствует 30 кг/га (при массе пахотного горизонта на 1 га равной 3 млн кг), практически затраты элементов на снижение их обеспеченности в любых почвах зависят от гранулометрического и минералогического состава, исходных показателей потенциального и эффективного плодородия не только пахотных, но и подпахотных горизонтов, набора культур (и сортов) севооборота, систем применения удобрений, обработки почв и ухода за посевами, погодных особенностей и общей культуры земледелия. Разумеется, используя результаты длительных исследований, вполне реальны определение и применение этих прогнозных величин для установления темпов (скорости) снижения плодородия (деградации) почв в основных сельскохозяйственных регионах России. Это позволит природоохранным организациям и производителям сельскохозяйственной продукции бережнее относиться к почвам.

Баланс гумуса. С падением содержания гумуса в почвах разных регионов страны он приобретает все большую актуальность. Содержание и динамика гумуса в почвах зависят от почвенно-климатических условий, структуры посевных площадей, интенсивности обработки почв, количества и качества применяемых удобрений и мелиорантов.

Во всех почвенно-климатических зонах максимальные потери гумуса в результате эрозии и минерализации происходят в парующей почве, затем под пропашными культурами, еще меньше под зерновыми культурами и минимальные под многолетними травами.

Удобрения, повышая продуктивность культур, увеличивают и количество корневых и пожнивных остатков их, а следовательно, возврат органического вещества пожнивными остатками и с органическими удобрениями. Органические удобрения, непосредственно пополняя запасы органического вещества, способны при определенных дозах (насыщенности) на разных почвах поддерживать бездефицитный баланс гумуса. По обобщенным данным Всероссийского научно-исследовательского и проектно-технологического института органических удобрений (ВНИПТИОУ), для создания бездефицитного баланса гумуса на разных почвах необходима следующая насыщенность посевов подстилочным навозом (т/га): на дерново-подзолистых средне- и тяжелосуглинистых 10— 12, супесчаных 12—15, черноземах: типичных и обыкновенных в севооборотах без трав 6—8, с травами (20 %) 4—5, выщелоченных 7—12, карбонатных 5—10, черноземах Западной Сибири 3—5, Восточной Сибири 4—6; каштановых почвах 4—5.

Существуют и расчетные методы баланса гумуса, однако следует иметь в виду, что коэффициенты гумификации разных органических веществ варьируют от множества факторов в значительных пределах. Например, для растительных послеуборочных остатков они изменяются от 0,05 до 30 %, для навоза — от 0,2 до 0,4 %, а для зеленых удобрений практически отсутствуют. Также сильно варьируют от множества факторов и коэффициенты минерализации гумуса — от 0,4—2,2 % под зерновыми до 0,8—4,0 % под пропашными культурами. Учитывая вышесказанное и пользуясь зональными справочными данными, можно рассчитать дозу (Д) органических удобрений для достижения и поддержания нужного содержания гумуса по следующей формуле:

д^ГжхК_иТ+(Г_ж-Г_исх)-РК_тТ

где Д — доза органического удобрения, т/га; Г_и{:к и Г_ж — соответственно исходное и желаемое содержание гумуса, т/га; K_sl — коэффициент минерализации гумуса (1 — 3 %) —0,01—0,03; Г—годы, за которые планируется довести содержание гумуса до желаемого; Р— масса послеуборочных растительных остатков, т/га; К_г —коэффициент гумификации послеуборочных растительных остатков (0,10—0,25); М_г — масса гумуса, образующаяся из 1 т органического удобрения, т/га.

7.6.3. МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ ГОДОВЫХ И КАЛЕНДАРНЫХ ПЛАНОВ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Разработанная любым из ранее изложенных методов общая схема системы удобрения севооборота (см. например табл. 128) является основным долговременным (как минимум, на ротацию) документом, который ежегодно должен уточняться с учетом различий в плодородии отдельных полей и фактического чередования по ним культур, колебаний погодных и агротехнических условий отдельных лет, ежегодных организационно-экономических изменений в накоплении органических и приобретении минеральных удобрений.

Отдельные участки одного поля, а тем более разные поля севооборота, могут значительно отличаться друг от друга и от средневзвешенных данных всего севооборота по агрохимическим показателям. Учитывая фактическое размещение культур по полям в конкретном году, легко внести коррективы в дозы известковых и фосфорно-калийных удобрений (по азотным и органическим удобрениям их не делают) с помощью поправочных коэффициентов. Если плодородие конкретного поля соответствует средневзвешенному по севообороту, т. е. доза не изменяется, — поправочный коэффициент равен 1.

При различиях в один класс (в любую сторону) доза изменяется на 20%, в два класса — на 40 % и т. д. Причем на более бедном поле, чем по севообороту, она возрастает (в 1,2; 1,4 раза и т. д.), а на более богатом снижается (в 0,8; 0,6 раза и т. д.). Так как общую схему системы удобрения разрабатывают по средневзвешенному плодородию в каждом севообороте, количество и сумма увеличений доз абсолютно равны уменьшениям их. Поэтому общая потребность в удобрениях останется прежней, но худшие поля получат больше, а лучшие меньше удобрений, т. е. будет происходить выравнивание плодородия всех полей.

При размещении культур в предстоящем году по полям данного примера (см. табл. 128) коррекция доз извести и фосфорно-калийных удобрений выглядит следующим образом (табл. 133).

Скорректированные по плодородию почвы конкретных полей дозы удобрений уточняют далее с учетом погодных условий прошедшего года по урожаям предшественников. Если прошлый год был засушливым, это, как правило, снижает урожайность культур, что на следующий, даже типичный по погодным условиям год приведет к более значительному последействию органических и фосфорно-калийных удобрений, а иногда и азотных. Если прошлый год был более благоприятный, чем по среднемноголетним данным, ситуация изменится на противоположную. Вместе с перечисленными последствиями погодные условия могут вызвать, например, интенсивное развитие некоторых болезней или вредителей каких-либо культур, плохую перезимовку озимых культур, вызвавшую необходимость пересева их или замены другими культурами или задержку срока посева яровых культур и многие другие как положительные, так и отрицательные воздействия.

Все эти или, точнее, многие из возможных воздействий можно учесть с большей или меньшей точностью при коррекции доз удобрений в годовых планах. Например, если вследствие благоприятных погодных условий урожайность предшественника оказалась на 30 % выше возможной (плановой), то последействие органических и фосфорно-калийных удобрений на следующую после него культуру будет, вероятно, на 30 % ниже. Поэтому дозы соответствующих удобрений под последнюю культуру должны быть увеличены на 30 %.

Более точную коррекцию доз можно сделать, если анализировать урожаи предшественников, рассчитывать хозяйственные выносы питательных элементов и, сопоставив их с плановыми, сделать более точные коррективы. При снижении урожайности предшественников дозы удобрений последующих культур аналогичными способами следует уменьшать.

Коррекцию доз по количеству и качеству удобрений в конкретном году осуществляют по результатам ежегодных анализов органических удобрений, так как качество и количество их, так же как приобретение минеральных удобрений и извести, по различным причинам могут колебаться в разные годы. Если в данном году количество органических удобрений оказалось на 10% больше или изменилось содержание в навозе питательных элементов, нужно, сопоставив фактическое содержание в измененной дозе навоза элементов со среднемноголетним, изменить дозы минеральных удобрений на отличающуюся величину их под озимую пшеницу (только под удобряемой органическим удобрением культурой). Если в приобретаемых минеральных удобрениях в конкретном году изменилось соотношение между их видами, следует пропорционально уменьшить дозы под всеми культурами до уровня, лимитируемого недостающим видом удобрений. Оставшиеся при этом количества других видов будут переходным фондом удобрений или используются в других агроценозах. При увеличе-

нии обеспеченности минеральными удобрениями дозы их повышают пропорционально под всеми культурами с соблюдением необходимых соотношений.

Таким образом, последовательная ежегодная коррекция доз удобрений общей схемы системы удобрения позволяет максимально учесть все или большинство ежегодно изменяющихся условий, т. е. система удобрения является динамичной, адаптированной к ежегодно меняющимся факторам роста и развития растений и обеспечивающей ежегодно максимальный агрономический и экономический эффект и экологическую безопасность.

Дальнейшим уточнением ежегодной коррекции системы удобрения является распределение скорректированных общих доз удобрений по способам их внесения (табл. 134).

134. Распределение скорректированных общих доз удобрений (кг/га д. в.) по способам

внесения

Далее нужно трансформировать указанные по способам внесения дозы в конкретные (с учетом требований культур, свойств почвы конкретного поля и самого удобрения) формы их с указанием сроков внесения и способов заделки (табл. 135).

135. Сроки и способы внесения доз конкретных удобрений в севообороте

№

поля

Культура

Сроки и способы внесения

Дозы (ц/га) и формы конкретных (физических) удобрений

1 Вико- Осенью под зябь овсяная

смесь Весной под предпосевную культивацию При посеве

2 Карто- Осенью под зябь фель При посадке

Подкормка в фазе полных всходов

2,1 хлористый калий 1,0 фосфоритная мука 1,6 аммиачная селитра (или 0,7 жидкий аммиак)

0,5 гранулированный суперфосфат

2,0 хлористый калий 1,2 нитроаммофос марки А (23: 23)

1,6 аммиачная селитра (или 0,7 жидкий аммиак)

280 торфяной навоз

0,5 гранулированный суперфосфат

1,4 аммиачная селитра

0,5 мочевина в виде водного раствора

3

Озимая Летом под основную обработку пшеница При посеве Подкормки:

весной в фазе выхода в трубку (корневая) начало налива зерна (некорневая)

№

поля

Культура

Сроки и способы внесения

Дозы (и/га) и формы конкретных (физических) удобрений

4 Ячмень Осенью под зябь

Весной под предпосевную

культивацию

При посеве

Подкормка в фазе начала выхода в трубку

32 СаСОз

0,5 хлористый калий

1.3 аммиачная селитра

0,5 гранулированный двойной суперфосфат

1.4 аммиачная селитра

При уточнении в годовом плане конкретных форм удобрений учитывают свойства почвы конкретного поля, например в полях 1 и 2 до их известкования эффективно при основном внесении вместо суперфосфата применять более дешевую фосфоритную муку. В качестве предпосевного удобрения не только в поле 1, но и в поле 4 можно применять при наличии соответствующих машин вместо аммиачной селитры более дешевый жидкий аммиак. При посеве и посадке можно также выбрать наилучшие формы комплексных или простых фосфорных удобрений. Если не проводили обработку семян микроэлементами, следует подобрать обогащенные соответствующим микроэлементом виды удобрений.

Перенесение под яровые культуры части азотных удобрений из основного в подкормки — один из способов снижения потерь азота и повышения эффективности этих удобрений. Годовой план, составленный таким образом, позволяет рекомендовать землепользователям наилучший ассортимент приобретаемых удобрений или указать лучшие формы их среди имеющихся с учетом потребностей культур и свойств почвы отдельных полей.

Именно в годовом плане принимают во внимание многие особенности удобрения отдельных культур с учетом почвенноклиматических, агротехнических условий и свойств самих удобрений.

В заключение по каждому севообороту составляют календарный план внесения, накопления и приобретения удобрений на всю удобряемую площадь, соблюдая примерные календарные сроки проведения всех работ (табл. 136).

На основании календарных планов определяют общую потребность и очередность приобретения минеральных удобрений и мелиорантов, объемы необходимых складских помещений для удобрений. Составляют обоснованный график работы людей, машин и механизмов, по приобретению, хранению, транспортировке и внесению всех удобрений и мелиорантов, что позволяет наиболее точно планировать проведение и других работ в хозяйстве.

Календарный план является рабочим планом бригадира или звеньевого по организации и проведению работ и одновременно позволяет агроному (руководителю) легко контролировать правильность и своевременность их выполнения.

Именно такой комплексный и последовательный подход к системе удобрений (общая схема, годовой и календарный планы) в каждом севообороте и хозяйстве в целом при прочих удовлетворительных условиях обеспечит получение и плановых, и возможных урожаев культур хорошего качества с одновременным регулированием плодородия почв и соблюдением требований охраны окружающей среды в сочетании с любыми (химическими, биологическими и агротехническими) средствами защиты растений от болезней, вредителей сорняков, полегания посевов и т. д.

Озимая пшеница и рожь. В сравнении с яровыми зерновыми культурами они имеют очень продолжительный период потребления питательных элементов — с осеннего появления всходов до цветения на следующий год, поэтому более полно используют осенне-весенние запасы влаги и, как правило, лучше отзываются на удобрения. Вместе с тем урожайность озимых культур зависит от условий перезимовки, неблагоприятные последствия которой можно смягчить квалифицированным применением удобрений и мелиорантов.

Озимая пшеница более требовательна к условиям выращивания, чем рожь. Оптимальная реакция почв для нее при pH 6—7,5, а для ржи pH 5—6. Кустится пшеница преимущественно весной, хотя в южных районах кущение начинается и осенью, а рожь главным образом осенью.

Озимые с осени нуждаются в фосфорно-калийных удобрениях, как правило, с обязательным внесением суперфосфата при посеве (10 кг/га д. в.), что способствует более мощному развитию корневой системы, накоплению углеводов и, следовательно, лучшей перезимовке. Избыток азота с осени чреват снижением зимостойкости и является одной из причин гибели их в зимне-весенний период и сильного полегания в последующем, что ведет к значительным потерям урожаев. Поэтому при возделывании по чистым парам, по бобовым (особенно многолетним) предшественникам, при внесении навоза или других органических удобрений, а также на хорошо обеспеченных подвижным азотом почвах под озимые азотные удобрения следует вносить только весной.

В это время озимые нуждаются в азотных удобрениях, особенно на переувлажненных участках, да и весенние холода резко ослабляют не только минерализацию азота, но и поглощение его культурами. Поэтому азотная подкормка озимых — второй после припосевного удобрения обязательный прием квалифицированного применения их под эти культуры.

Органические удобрения — важный элемент в технологии возделывания озимых, особенно по чистым и занятым парам, так как это наиболее удобные места в севооборотах для качественного внесения этих удобрений. Средние дозы органических удобрений под озимые 20—40 т/га, которые вносят под перепашку чистого пара, под основную обработку после парозанимающей культуры или под парозанимающую культуру.

Дозы минеральных удобрений под озимые культуры зависят от почвенно-климатических условий, уровней плановых или возможных урожаев при имеющихся ресурсах удобрений и организационно-экономических условий землепользователей. Все установленные в конкретных условиях дозы мелиорантов, органических и фосфорно-калийных (за исключением 10 кг/га Р₂0₅ при по-

севе) удобрений во всех зонах под озимые вносят под основную обработку почвы.

Дозы азотных удобрений в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия по непаровым, небобовым предшественникам, без органических удобрений и на небогатых доступным азотом почвах вносят дробно: до 30 % общей дозы перед посевом с обязательной коррекцией по результатам почвенной диагностики, 70 % и более в виде одной или нескольких подкормок, желательно с коррекцией доз по результатам растительной диагностики. Средние дозы весенней подкормки озимых без диагностики в производственных посевах составляют 30—45 кг/га N. Эффективность их снижается с севера на юг по всей стране, с запада на восток в европейской части и с востока на запад в азиатской части России.

Лучшим удобрением для весенней подкормки озимых является аммиачная селитра, причем внесенная не разбросным, а локальным способом. Оптимальный срок первой подкормки азотом — период начала весеннего роста, но лучше в конце кущения — начале выхода в трубку растений. Однако на практике по организационно-техническим причинам ее проводят обычно сразу после таяния снега и схода воды с полей по замерзшей почве, что чревато большими потерями азота по сравнению с локальным внесением в вышеназванную фазу развития растений. Более поздние некорневые азотные подкормки после цветения растений рассчитаны только на повышение содержания белка и клейковины в зерне. Их проводят водными растворами мочевины с концентрацией до 30 %, часто совместно с обработкой посевов пестицидами. Минимальные дозы азотных подкормок должны быть не менее 20 кг/га, средние — 40 кг/га, а оптимальные зависят от уровня планируемого урожая и желаемого качества зерна, плодородия почв и общей удобренности посевов. С экологической точки зрения при урожайности до 5,0 т/га дозы азотных подкормок не должны превышать в сумме 100 кг/га.

В зонах неустойчивого увлажнения и засушливого земледелия, где отсутствует опасность вымывания и смыва азота с осадками и паводковыми водами, а весной почва быстро высыхает, поверхностная весенняя подкормка азотными удобрениями может быть менее эффективной, чем предпосевное внесение этой дозы вместе с фосфорно-калийными удобрениями.

В таких случаях азотные удобрения вместе с другими следует вносить до посева или провести подкормку ими поздней осенью, когда озимые прекратят рост. Причем это можно делать на полях с уклонами до 2° для предотвращения смыва удобрений при таянии снега и нельзя на полях, участках и территориях, где возможно выдувание удобрений.

Яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес). В отличие от озимых они имеют весьма короткий период потребления питательных элементов, причем до 70 % их поглощается в период от конца кущения до цветения растений. Яровые зерновые кустятся слабее, чем озимые, имеют менее развитую корневую систему, что обусловливает их сравнительно более высокую потребность в питательных элементах для получения эквивалентных урожаев.

Пшеница и ячмень дают высокие урожаи на нейтральных и близких к нейтральным (pH 6,0—7,5) оптимально удобренных почвах. Овес менее требователен к условиям выращивания, нормально развивается на кислых (pH 4,6—5,5) почвах, а на плодородных почвах и при оптимальном удобрении нередко не уступает в урожайности ячменю.

При возделывании всех яровых зерновых главную роль играют азотные удобрения, без которых фосфорные, а на легких почвах и калийные, как правило, малоэффективны. Органические удобрения под эти культуры обычно не применяют, только в Сибири под яровую пшеницу, размещаемую в севооборотах по чистому пару, вносят 20—30 т/га навоза или другое органическое удобрение.

Дозы минеральных удобрений значительно изменяются в зависимости от почвенно-климатических условий, вида, урожайности и удобренное™ предшественников, уровней плановых и возможных урожаев культур и сортов с учетом ресурсов удобрений. Под основную обработку яровых культур применяют мелиоранты и удобрения, причем в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия только фосфорно-калийные, а в зонах недостаточного увлажнения и азотные удобрения. При посеве под яровые зерновые высокоэффективно внесение гранулированного суперфосфата (10 кг/га д. в.) во всех почвенно-климатических зонах.

В зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия азотные удобрения под яровые зерновые вносят весной, желательно с учетом почвенной диагностики под предпосевную обработку почвы, а при планировании высоких урожаев 50 % общей дозы перед посевом также с учетом диагностики и 50 % в подкормку с учетом растительной диагностики в период конца кущения — начала трубкования (выхода в трубку) для снижения потерь и повышения эффективности азотных удобрений.

Под яровую пшеницу для повышения содержания белка и клейковины в зерне эффективны поздние некорневые подкормки после цветения растений водными растворами (до 30 %) мочевины в дозах 20—30 кг/га N, которые могут сочетаться с обработкой пестицидами.

Лучшим удобрением для корневых подкормок азотом всех яровых зерновых является аммиачная селитра, а лучшим способом внесения—локальный. Формы фосфорных и калийных удобрений следует подбирать с учетом свойств почв, предлагаемых форм удобрений и экономической эффективности их, а лучший способ внесения — локализация вдоль или поперек рядков.

При подсеве под яровые зерновые культуры многолетних трав (клевер, клеверотимофеечная смесь и др.) дозы фосфорных, а при экономической и экологической возможности и калийных удобрений под них и травы (с учетом длительности возделывания) суммируют и вносят (лучше локально) под основную обработку почвы покровной культуры. Такой способ запасного внесения фосфорных, а при возможности и калийных удобрений значительно повышает их эффективность под многолетними травами в сравнении с внесением этих же доз под ними в подкормки.

Рис. Это тепло-, свето- и влаголюбивая культура, очень отзывчивая на удобрения, особенно азотные, причем потребность в азоте существует с момента прорастания семян и возрастает к фазе выметывания, а после цветения потребление всех питательных элементов заканчивается. От всходов до кущения рис особенно чувствителен к недостатку фосфора и азота, именно поэтому при-посевное удобрение суперфосфатом или аммофосом (10—15 кг/га Р₂0₅) очень эффективно. От кущения до цветения рис потребляет до 70 % N, более 90 % Р₂0₅ и 80 % К₂0, поэтому вся доза (за вычетом припосевного) фосфорно-калийных удобрений должна быть внесена под основную обработку почвы перед посевом.

Азотные удобрения только в виде аммиачных [(NH₄)₂S0₄] и аминных [CO(NH₂)₂] форм следует вносить дробно: 50—70 % общей дозы перед посевом, не менее 1/3 в одну или более подкормок: в фазе начала кущения или дважды — в фазе полных всходов и в кущение (обычно на среднесуглинистых почвах). Иногда (для повышения белковости зерна) проводят и третью некорневую подкормку водным раствором мочевины в фазе цветения.

Чем больше подкормок, тем большая часть общей дозы распределяется в подкормки равными частями, но не менее 20—30 кг/га N в каждую из них.

В рисовых севооборотах предшественниками риса являются люцерна второго года пользования, парозанимающие озимые культуры (обычно бобовые, зернобобовые или смеси) и рис. Причем рис по рису возделывают в одном поле не более двух-трех лет. Зоны рисосеяния охватывают разные типы почв — от подзолистых до степных, пустынных и других, включая засоленные; по гранулометрическому составу это средне-, тяжелосуглинистые и глинистые разности, хорошо удерживающие воду.

При возделывании не по многолетним бобовым травам рис хорошо отзывается на органические удобрения (навоз, компосты и зеленые удобрения). Дозы органических удобрений колеблются от 20 до 40 т/га, а минеральных удобрений в более широких интервалах в зависимости от уровней плановых и возможных урожаев, плодородия почв, обеспеченности посевов органическими и минеральными удобрениями и организационно-экономических возможностей землепользователей.

Зернобобовые культуры (горох, вика яровая, кормовые бобы, люпин). Отличаются замечательной способностью в симбиозе с клубеньковыми бактериями фиксировать молекулярный азот атмосферы, количество которого в биологическом (и хозяйственном) выносе этого элемента может достигать 70 % и более.

Поглощая из почвы до 30 % общего азота и оставляя примерно столько же его в виде корневых и пожнивных остатков, зернобобовые практически не обогащают почву азотом, но улучшают баланс азота, так как нуждаются в азоте удобрений (или почвы) только на 20—30 % потребности. Другим отличительным свойством зернобобовых, в частности гороха и особенно люпина, является способность их поглощать труднодоступные фосфаты почвы и удобрений преимущественно при хорошей обеспеченности калием. Горох, вика и кормовые бобы хорошо растут и развиваются на близких к нейтральным почвах (pH 6—7), поэтому нуждаются в известковании даже на слабокислых почвах. Люпин хорошо развивается на песчаных и супесчаных почвах, а оптимальная реакция почв для него кислая (pH 4,5—5,0), поэтому нуждаемость в известковании возникает только на очень сильнокислых почвах, в других случаях он отрицательно реагирует на известкование.

Потребление азота и калия этими культурами практически заканчивается после цветения, а фосфора продолжается до конца вегетации.

Органические удобрения под эти культуры обычно не вносят, за исключением случаев возделывания их в качестве парозанимающей культуры (например, вико- или горохово-овсяная смесь на зеленый корм или сено), когда возможно, а на слабоокультурен-ных почвах обязательно внесение 20—30 т/га навоза или компоста под основную обработку почвы этих культур.

Известь и фосфорно-калийные удобрения под зернобобовые вносят с осени под зябь, причем если применяют фосфоритную муку (часто это вполне приемлемо), то ее вместе с калийными удобрениями вносят под основную обработку, а известь вместе со «стартовой» дозой азотных удобрений — весной под предпосевную обработку почв. При посеве эффективно во всех почвенноклиматических зонах внесение гранулированного суперфосфата (10 кг/га Р₂0₅) или нитроаммофоса марки А в дозе по 15 кг/га N и Р₂0₅; последнее наиболее эффективно в отсутствие «стартовых» доз азотных удобрений.

Дозы фосфорно-калийных удобрений зависят от плановых или возможных урожаев, плодородия почв, удобренности и урожайности предшественников, насыщенности удобрениями и других условий, а «стартовые» дозы азотных удобрений составляют 20— 30 кг/га N, так как фиксация молекулярного азота начинается примерно через месяц с момента прорастания семян.

Для усиления азотфиксации семена бобовых перед посевом обрабатывают активными расами соответствующих клубеньковых бактерий (нитрагин, ризоторфин) и молибденом или позже проводят некорневую подкормку этим микроэлементом растущих растений.

Крупяные культуры (гречиха и просо). Это ценные продовольственные культуры, причем гречиха способна усваивать труднодоступные фосфаты почвы и удобрений, но предпочитает слабокислые (pH 5,0—6,5), хорошо аэрируемые и быстро прогреваемые почвы и плохо растет на тяжелых и переувлажненных почвах. Это интенсивная культура, по сравнению с зерновыми колосовыми она на 100 кг зерна потребляет в 1,5 раза больше азота, в 2 — фосфора, в 3 — калия и в 5 — кальция.

Г р е ч и х а. Она хорошо отзывается на последействие органических удобрений (обычно вносимых под предшественники) и на фосфорно-калийные удобрения при соответствующей обеспеченности усвояемыми формами азота почв и удобрений, причем очень чувствительна к хлору. Мелиоранты и удобрения обычно вносят под основную обработку почвы, реже и обычно только азотные удобрения под предпосевную обработку, оставляя обязательно 10 кг/га Р,0₅ в виде гранулированного, желательно борного суперфосфата для припосевного удобрения. Хлорсодержащие удобрения в отсутствие бесхлорных форм вносят только с осени, чтобы к моменту прорастания семян хлор вымылся.

Дозы минеральных удобрений значительно изменяются в зависимости от уровней плановых и возможных урожаев, плодородия почв, предшественников и насыщенности посевов удобрениями.

Просо. Эта теплолюбивая культура обладает более низкой по сравнению с яровыми зерновыми способностью усваивать питательные элементы, так как в начальные периоды после прорастания растет медленно и мало использует элементы питания, а позже за короткий период потребляет до 80 % всех элементов. Поэтому просо хорошо растет на окультуренных, имеющих нейтральную или близкую к ней реакцию почв.

Просо хорошо отзывается на органические и минеральные удобрения (а на кислых почвах и на известкование), внесенные под основную обработку почв. Оптимальная доза припосевного удобрения 10 кг/га Р₂0₅ в виде гранулированного суперфосфата — обязательный элемент удобрения этой культуры во всех почвенно-климатических зонах.

Дозы основного удобрения по каждому виду их колеблются от 20 до 60 кг/га д. в. в зависимости от уровней урожаев, плодородия почв и общей обеспеченности посевов удобрениями.

Многолетние бобовые травы (клевер, люцерна и др.). Развивают мощную разветвленную корневую систему, благодаря чему улучшают структуру почв, способны при благоприятных условиях на 90—95 % обеспечивать себя азотом за счет симбиотической азот-фиксации его из атмосферы, поэтому корневые и пожнивные остатки их обогащают почву и органическим веществом, и, естественно, азотом.

Оптимальная реакция почв для клевера pH 6—7, для люцерны pH 7—8. Эти культуры очень хорошо отзываются на органические удобрения (лучше, чем на минеральные), а в отсутствие первых — на фосфорные, калийные и микроудобрения (молибденовые, борные и медные), причем последние обеспечивают не только наилучший рост и развитие, но и значительно повышают их семенную продуктивность.

Клевер луговой. Высевают, как правило, под покров зерновых культур, однолетних трав и льна, поэтому известкование, органические, фосфорные, а иногда (когда нет опасений повышения содержания калия в сене выше 2,5—3,0 %) и калийные удобрения вносят под основную обработку покровной культуры, т. е. в запас, оставляя для подкормки (обычно на легких малоемких почвах) только часть калийных удобрений, которые вносят равномерно каждую осень после последнего укоса. При посеве обязателен суперфосфат (10 кг/га Р₂0₅), причем если семена не обработали микроудобрениями, то суперфосфат, обогащенный молибденом. Если нужны семена, то после всходов необходима также некорневая подкормка борными удобрениями.

Азотные удобрения обычно не нужны, особенно на плодородных или удобренных органическими удобрениями почвах. На бедных почвах эффективно при посеве вместе с фосфором внесение «стартовых» доз (10 кг/га) азота; в этом случае лучше применять при посеве нитроаммофос в ранее указанных дозах.

Семена перед посевом следует инокулировать активными расами соответствующих клубеньковых бактерий, а также молибденом, а на семенниках и бором.

При возделывании клевера в смеси с тимофеевкой под травы второго года нужны азотные подкормки (для тимофеевки) в дозах 30—40 кг/га, если в травостое начинает преобладать злаковый компонент. В смешанных посевах нуждаемость и дозы азотных удобрений следует определять с учетом уровней ожидаемых урожаев, соотношений в травостое бобового и злакового компонентов и обеспеченности посева фосфором и калием.

Люцерна. Более требовательна, чем клевер, к плодородию почв, поэтому дает высокие урожаи только на хорошо окультуренных и удобренных почвах. Ее высевают как в чистом виде, так и в смешанных посевах, без покровных культур или под ними (обычно зерновые культуры или однолетние травы).

Отзывчивость на органические удобрения и нуждаемость в мелиорантах для создания оптимальной реакции почв у нее такие же, как у клевера. Фосфорные удобрения следует вносить в запас, а калийные — в зависимости от общей дозы — дробно: часть сразу, а остальную в подкормки равномерно по годам использования, начиная со второго года.

Микроудобрения применяют так же, как под клевер, а в смешанных со злаками посевах возможны и азотные подкормки с учетом ранее указанных условий для клевера.

Эффективность удобрений под люцерной, как и под другими культурами, резко возрастает в орошаемом земледелии, где в подкормки калийные, а если нужно, и азотные удобрения следует вносить первые после каждого, а последние перед каждым укосом.

Картофель. Важнейшая продовольственная, техническая и кормовая культура, выращиваемая практически повсеместно. Вследствие размещения почти всей (до 95 %) корневой системы в пахотном горизонте картофель требователен к плодородию почв и хорошо отзывается на удобрения. Оптимальная реакция почвы для картофеля слабокислая (pH 5,2—5,7), а по гранулометрическому составу это должны быть супесчаные и легкосуглинистые разности с благоприятным водно-воздушным режимом.

Потребление питательных элементов картофелем продолжается до полного созревания. Однако максимум поглощения (40 % N, 50 % Р₂0₅ и 60 % К₂0 от максимального) происходит в период от начала бутонизации до конца цветения. После цветения поглощение азота и калия практически прекращается, а фосфора поглощается не более 15 % общей потребности.

Для мощного развития ботвы от всходов до цветения картофель нуждается в полном обеспечении всеми элементами, особенно азотом. После цветения азот не нужен, так как он затягивает вегетацию, задерживает клубнеобразование, ухудшает качество клубней и снижает устойчивость культуры к болезням и вредителям.

На более кислых почвах (pH < 5,0) картофель нуждается в известковании, причем лучшими известковыми удобрениями для него являются доломитовая мука, цементная пыль и сланцевая зола.

Картофель одинаково отзывается на органические и минеральные удобрения при эквивалентных дозах по элементам, но оптимальным является сочетание их под этой культурой в дозах и комбинациях, наиболее полно обеспечивающих получение плановых или возможных урожаев хорошего качества с учетом почвенноклиматических и агротехнических условий при имеющихся ресурсах удобрений.

Мелиоранты, органические, фосфорные и калийные удобрения обычно вносят под основную обработку почв осенью, причем фосфорные (если гидролитическая кислотность почвы более 2,5 мг • экв/100 г) в виде фосфоритной муки, а калийные лучше бесхлорные или содержащие минимальные количества хлора, например хлористый калий, хлор из которого наверняка вымоется за осенне-зимне-весенний период.

Азотные удобрения в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия следует вносить весной под предпосевную обработку, причем для уменьшения потерь азота и при значительных (80 кг/га N и более) дозах лучше 50 % с учетом почвенной диагностики, а оставшиеся 50 % в подкормку в фазе полных всходов с учетом результатов растительной диагностики. Лучшие формы азотных удобрений для картофеля — аммиачные и аммиачно-нитратные, а лучший способ заделки в почву всех минеральных удобрений — локализация.

При посадке картофеля высокоэффективно внесение суперфосфата (лучше борного) или нитроаммофоса в дозах по 15— 20 кг/га д. в. Р₂0₅ и N. Возможно применение в таких же дозах и тройных комплексных удобрений — нитрофоски и нитроаммофоски, но только с содержанием калия в виде бесхлорных солей. На известкованных почвах клубни картофеля перед посадкой или вегетирующие растения обрабатывают борными удобрениями для предотвращения парши на клубнях.

Подкормку осуществляют, как уже отмечалось, только азотными удобрениями. Ранние сорта по сравнению с поздними более требовательны к плодородию почв и обеспеченности удобрениями, так как за более короткий период потребляют значительные количества питательных элементов из почв и удобрений.

Органические, азотные и особенно хлорсодержащие удобрения с увеличением доз их снижают содержание крахмала в клубнях, а фосфорные и калийные (бесхлорные) повышают.

Даже при сбалансированном применении удобрений поздние, а иногда и среднепоздние сорта картофеля не успевают вызреть за вегетационный период. Для ускорения созревания возможна се-никация посевов — обработка водными растворами агрохимикатов (например, NH₄N0₃, K₂S0₄ и других с добавлением гербицидов, например 2,4-Д и др.), в результате которой усиливается отток питательных веществ из ботвы в клубни и заметно повышается их крахмалистость.

Сахарная свекла. Высокотребовательная к обеспеченности питательными элементами (4-й класс) культура, предпочитающая нейтральные и близкие к ним (6-й класс) почвы (pH 6,5—8,0).

Усвоение питательных элементов свеклой происходит в течение всего периода вегетации, причем вначале до образования максимального листового аппарата больше всего потребляется азот, необходимость в котором позже резко снижается, а в калии возрастает. Фосфор в течение вегетации потребляется более равномерно.

Обязательный элемент технологии — припосевное удобрение свеклы, причем оптимальные дозы его 10 кг/га д. в. Р₂0₅ или по 10 кг/га Р₂0₅ и N, или Р₂0₅, N и К₂0, а лучшие удобрения — борный суперфосфат, нитрофосы и нитрофоски с соотношением элементов 1:1:1. Свекла не реагирует на хлор и положительно отзывается на натрий, поэтому лучшие формы калийных удобрений — натрийсодержащие сырые калийные соли и 40%-ная калийная соль.

Свекла положительно отзывается на хорошо разложившиеся органические и минеральные удобрения, а на кислых почвах сильно нуждается в известковании. Обработка семян перед посевом борными удобрениями (или внесение их до посева или в подкормки) — один из залогов получения высоких урожаев корней с хорошим содержанием сахара и отсутствием поражений гнили сердечка.

Оптимальные сочетания органических и минеральных удобрений на различных почвах обеспечивают максимальную урожайность свеклы во всех почвенно-климатических зонах. Известковые, органические, фосфорные и калийные удобрения вносят под основАую обработку почвы осенью, а азотные — в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия — весной под предпосевную обработку. Для снижения потерь азота (особенно при больших дозах) целесообразно дробное внесение азотных удобрений: 60—70 % до посева и 40—30 % в подкормку в фазе появления четвертой пары листьев.

В условиях возможного вымывания калия, особенно при больших дозах его, в зонах достаточного увлажнения допустимо перенесение части общей дозы из основного внесения в подкормку (до 30—40 %) одновременно с азотными удобрениями или в более поздний период до смыкания рядков. Эффективность азотно-калийных подкормок в условиях орошения резко возрастает.

Кормовые корнеплоды (кормовая свекла, брюква, турнепс, кормовая морковь). На плодородных почвах и при оптимальном удобрении они дают высокие урожаи (60—70 т/га). Обладая относительно малоразвитой корневой системой и потребляя большие количества элементов, эти культуры высокотребовательны к наличию доступных форм элементов в почвах (4-й класс).

Оптимальная реакция почвы для кормовой свеклы pH 6,7—7,2; брюква, турнепс и морковь хорошо растут и на слабокислых почвах (pH 5,5—6,5).

Все корнеплоды до максимального развития надземной массы сильно нуждаются в азотных удобрениях; с момента начала формирования корнеплода возрастает потребление калия, фосфор же наиболее равномерно поглощается в течение всего вегетационного периода. На органические удобрения очень хорошо отзываются все кормовые корнеплоды, только турнепс как наиболее скороспелый из них несколько слабее, чем на эквивалентные дозы минеральных удобрений. Для получения высоких урожаев, естественно, необходимо сочетание оптимальных доз органических и минеральных удобрений. Дозы органических удобрений под все кормовые корнеплоды, кроме моркови, обычно составляют 40—60 т/га и более, а под морковь из-за возможного ветвления корнеплодов можно вносить перепревший навоз в дозах 20—30 т/га, но лучше размещать ее в севооборотах по унавоженным предшественникам.

Известковые, органические, фосфорные и калийные удобрения под эти культуры вносят под основную обработку почв осенью, а азотные — в засушливых регионах вместе с перечисленными, в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия — весной под предпосевную обработку почв.

При посеве обязательно внесение 10 кг/га д. в. суперфосфата или нитрофоса (нитроаммофоса), а под свеклу — нитрофоски или нитроаммофоски, причем, как и под сахарную свеклу, в разных сочетаниях с борными удобрениями.

Подкормки кормовых корнеплодов азотными и азотно-калийными, а также жидкими органическими удобрениями эффективны только в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия, особенно при внесении больших доз с целью уменьшения потерь их, причем лучше всего с локализацией при внесении. Подкормки азотными и жидкими органическими удобрениями проводят после образования одной-двух пар настоящих листьев, а калием — вместе с названными, а лучше позже — перед смыканием рядков.

Из отдельных форм удобрений для свеклы наиболее эффективны натрийсодержащие сырые и 40%-ные калийлые соли, натриевая селитра, а также разные борные удобрения в зависимости от способа их применения.

Кукуруза. Теплолюбивая культура с огромными потенциальными возможностями урожайности, предпочитает высокоплодородные почвы легкого гранулометрического состава с pH 6,0—7,5. В зонах недостаточного увлажнения, в том числе и при орошении, возделывается на зерно, в Нечерноземной зоне — на зеленую массу.

Питательные элементы кукуруза потребляет до восковой спелости зерна, а наиболее интенсивно (до 90 % общей потребности) — с фазы 9—10 листьев до молочной спелости зерна. В начальные периоды роста (от всходов до 4—5 листьев) кукуруза растет медленно и потребляет очень мало питательных элементов (до 5— 7 % общей потребности), но нуждается в водорастворимых формах их. Поэтому допосевное (органические, фосфорно-калийные' и частично азотные удобрения) и припосевное удобрения для нее обязательны. Дозы припосевного удобрения должны быть минимальны (Р₇_ю или N₃P₇), так как в период прорастания семена очень чувствительны к повышенной концентрации почвенного раствора.

При внесении в эквивалентных дозах кукуруза лучше отзывается на органические удобрения, а наивысший эффект достигается при сочетании оптимальных доз органических и минеральных удобрений. *

Азотные удобрения под кукурузу из-за медленного роста до фазы 4—5 листьев следует вносить дробно: 30—40 % дозы до посева, остальное — в подкормку в фазе 5—6 листьев, а при сочетании с органическими всю дозу минеральных удобрений лучше вносить в подкормку, роль и эффективность которой значительно возрастает с улучшением влагообеспеченности посевов. В зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия, особенно на легких по гранулометрическому составу почвах, наряду с азотными в подкормки переносят до 50 % общей дозы калийных удобрений.

Средние дозы органических удобрений под кукурузу от 30 до 60 т/га в зависимости от влагообеспеченности, гранулометрического состава почвы и обеспеченности хозяйства ими. Дозы минеральных удобрений колеблются еще значительнее в зависимости от названных факторов, а также от уровней плановых или возможных урожаев при имеющихся материально-технических ресурсах.

Кукурузу во всех зонах можно возделывать в севооборотах по различным предшественникам, а также в бессменных посевах на выводных полях севооборотов. Причем в последнем случае это и успешный прием борьбы с сорняками триазиновыми гербицидами, и повышение плодородия бедных почв при интенсивном удобрении кукурузы известковыми, органическими и минеральными удобрениями. Из отдельных видов удобрений следует выделить суперфосфаты, в зависимости от необходимости обогащенные тем или иным микроэлементом, из азотных — жидкий аммиак (в бессменных посевах еще и как средство уничтожения проволочника), из калийных— лучше бесхлорные формы, а в отсутствие их — осеннее внесение хлористого калия.

Подсолнечник. Обладает мощной, проникающей на глубину 4— 5 м корневой системой, способной поглощать труднодоступные формы калия и фосфора почв и удобрений. Соотношение потребляемых элементов N : Р₂0₅: К₂0 при выращивании на семена на черноземах и каштановых почвах составляет 1,2 : 1 : 6, а на зеленую массу во всех регионах — 1,7 : 1 : 5, т. е. везде это очень сильный калиелюб.

Азот подсолнечник усиленно потребляет от начала образования корзинки до налива зерна; избыток его, особенно при недостатке фосфора, резко снижает масличность семян. Фосфор интенсивно потребляется подсолнечником от всходов до цветения и при наливе семян, а калий — в фазе образования корзинки. Благодаря мощной корневой системе эта культура может использовать питательные элементы из подпахотных слоев и материнской породы почвы.

Оптимальная реакция почвы для подсолнечника близка к нейтральной (pH 6,0—6,8), поэтому на более кислых почвах необходимо известкование под подсолнечник или предшествующую культуру. Для предотвращения поражений болезнями размещать его повторно в одном и том же поле следует не чаще чем через 7— 8 лет.

Подсолнечник хорошо отзывается на органические удобрения, средние дозы которых на разных почвах составляют 20—40 т/га, а лучший способ внесения — до посева под основную обработку почвы.

В зависимости от окультуренности почвы, доз органических удобрений, плановых и возможных урожаев подсолнечника дозы минеральных удобрений значительно изменяются, но припосев-ное удобрение (10 кг/га д. в. суперфосфата или нитроаммофоса) эффективно. Известковые, органические, фосфорные и калийные, а в зонах недостаточного увлажнения и азотные удобрения следует вносить с осени под основную обработку почвы. На всех почвах высокоэффективны навозно-фосфоритные компосты. В зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия азотные удобрения следует вносить весной под предпосевную обработку почв, при этом большую или меньшую часть их в зависимости от наличия и дозы органических удобрений можно оставлять для подкормок в фазе начала образования корзинки.

Прядильные культуры (лен, конопля). Они очень требовательны к пищевому режиму и, следовательно, к плодородию почвы и удобрениям, так как имеют относительно слаборазвитую корневую систему и короткий период максимального потребления питательных элементов.

Лен-долгунец. Имеет очень короткий период (1 мес) максимального потребления элементов от фазы елочки до конца цветения, за который потребляет до 50 % N, 70 % Р₂0₅ и 80 % К₂0 общей потребности в них. Критические периоды у льна потребления фосфора — от всходов до 10—12 листьев, азота — от фазы елочки до цветения и калия — первые три недели роста и в фазе бутонизации. Поэтому фосфорно-калийные удобрения должны быть внесены до посева, а суперфосфат (10 кг/га Р₂0₅) при посеве, причем лучше борный, если не проводили обработку семян бором. Азотные удобрения вносят дробно: 50 % перед посевом и 50 % в подкормку в фазе елочки, обязательно с учетом результатов диагностики.

Лучшими для льна являются хорошо окультуренные слабокислые (pH 5—6) почвы легкого и среднего гранулометрического состава. Лен чувствителен к избытку кальция и одновременно к повышенному (более 2мг/100г почвы) содержанию подвижного алюминия. Поэтому почву под него или предшественники следует известковать в дозах, не превышающих 1,0* Нг гидролитической кислотности, не забывая об увеличении доз калийных удобрений и применении борных удобрений.

В севооборотах лен размещают после многолетних трав, картофеля, озимых и яровых культур. Непосредственно под него органические удобрения не вносят из-за возможной пестроты стеблестоя и засоренности посевов, да в этом после многолетних трав и унавоженных предшественников нет необходимости.

Дозы минеральных удобрений под лен зависят от уровней плановых и возможных урожаев, почвенно-климатических и агротехнических условий, материально-технических возможностей в насыщенности посевов удобрениями. Лучшие формы азотных удобрений — сульфат аммония, аммиачная селитра и мочевина, калийных — бесхлорные, содержащие магний, фосфорных при квалифицированном применении — любые.

Конопля. Скороспелые сорта этой культуры наиболее интенсивно потребляют питательные элементы за 30—40 дней, а более позднеспелые — за 70—80 дней, причем от всходов до бутонизации в первом минимуме фосфор, затем азот, от бутонизации до цветения азот и калий. Из отдельных видов конопля наиболее отзывчива на органические и азотные, затем на фосфорные и минимально на калийные удобрения. Дозы навоза (и других органических удобрений) в зависимости от почвенно-климатических условий изменяются от 10—15 т/га на черноземах до 40—50 т/га на подзолистых почвах. Они зависят также от уровней плановых и возможных урожаев, агрохимических показателей почв, предшественников и удобренности их, от обеспеченности минеральными удобрениями.

Органические, фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под основную обработку почвы, а азотные — под первую весеннюю культивацию. При посеве необходим гранулированный суперфосфат (10 кг/га Р₂0₅), а в фазе 2—3-й пары листьев подкормки минеральными (преимущественно азотными) и жидкими органическими удобрениями наиболее эффективны и целесообразны в районах орошаемого земледелия и достаточного увлажнения.

Удобрения влияют и на качество волокна конопли, в частности азотные и фосфорные повышают выход длинного волокна и его номер, а навоз — крепость и номер волокна матерки и одновременно уменьшает крепость волокна поскони.

Овощные культуры. Наиболее требовательны среди других культур к эффективному плодородию почв: 5-й класс для них — средняя (оптимальная) обеспеченность питательными элементами. Очень отзывчивы на удобрения, так как возделываются, как правило, при орошении, т. е. при оптимальных условиях влаго-обеспеченности. В то же время уровень залегания грунтовых вод под этими культурами весной не должен превышать 60 см от поверхности почвы, в период вегетации — 70—80 см, а на торфяниках — еще и не ниже 120—130 см.

Большинство овощных культур (за исключением свеклы, капусты и томата), особенно морковь, лук и огурец, очень чувствительны к повышенной концентрации солей. Поэтому внесение повышенных доз минеральных удобрений до посева и особенно при посеве приводит к негативным последствиям.

Все эти культуры очень хорошо отзываются на сочетание органических и минеральных удобрений, но при сравнении в эквивалентных дозах на органические удобрения всегда лучше отзываются огурец, кабачок, другие стелющиеся культуры, лук и морковь. Многие виды капусты (белокочанная, краснокочанная, цветная) и столовая свекла одинаково отзываются на органические и минеральные, другие овощные культуры — на минеральные удобрения. Под стелющиеся культуры наиболее эффективен свежий (нераз-ложившийся) навоз, под капусту — полуразложившийся (полуперепревший), а под корнеплоды — перепревший навоз, компост или перегной.

Наиболее благоприятное содержание органического вещества (гумуса) в почвах для овощных культур 3—4%, при содержании его 1,5—2 % урожай овощей при прочих равных условиях снижается на 12—27 %, а при более низком содержании гумуса и обильном обеспечении органическими удобрениями возделывание овощей часто оказывается нерентабельным (убыточным).

Редис, редька, щавель и арбуз предпочитают кислую реакцию (pH 5,0—5,5), морковь, огурец и томат — слабокислую (pH 5,5— 6,0), а остальные овощные культуры требуют нейтральных и близких к ним почв (pH > 6,0, а на торфяных pH 5,0—5,5). Содержание в почве подвижного алюминия должно быть до 3—4 мг/100 г, а для лука, чеснока и салата — до 1 мг/100 г, поэтому химическая мелиорация почв —одна из первоочередных задач эффективного применения удобрений в овощеводстве.

На богатых органическим веществом и нейтральных почвах даже огурец растет лучше при внесении минеральных удобрений, поэтому на торфяниках известковые и другие минеральные удобрения являются главными элементами системы удобрения овощей в севооборотах.

Известковые, органические, фосфорные и калийные удобрения применяют под все овощные культуры. Под основную обработку осенью, при посеве (посадке), как правило, 2 раза вносят в оптимальных дозах (10—15 кг/га д. в.) суперфосфат или комплексные азотно-фосфорные или азотно-фосфорно-калийные удобрения, обогащенные соответствующими микроэлементами. Однако проще внести необходимые микроудобрения, обработав ими семена (или рассаду) перед посевом (посадкой). При высадке овощных культур рассадой припосадочное удобрение вносят с поливной водой в концентрации до 0,2 %.

Азотные, а иногда и калийные (на легких и пойменных почвах) удобрения обычно вносят весной дробно: до посева, иногда при посеве с фосфорными и в подкормках.

На щелочных (слабо- и среднесолонцеватых) почвах под овощные культуры необходимо внесение гипса, причем морковь, огурец и лук страдают при концентрации растворимых солей более 0,2—0,3 %, капуста и томат —более 0,4%, свекла —более 0,6— 0,7%.

Капуста белокочанная. Потребляет питательные элементы в течение всего периода вегетации, длительность которого для разных сортов колеблется от 60 до 140 дней. В течение месяца после высадки рассады капуста потребляет только около 10 % необходимых элементов питания, а с момента завязывания кочана в продолжение последующих 40—50 дней поглощает 70—80 % всех элементов от общего содержания их в урожае.

До высадки рассады вносят (если нужно) известковые, органические и минеральные удобрения, причем азотно-калийные на легких почвах весной, при высадке рассады — суперфосфат или комплексные удобрения по 10—15 кг/га д. в. каждого элемента. В подкормки на легких почвах и при урожаях более 60,0 т/га вносят до 50 % общих доз азотных и калийных удобрений, начиная через 2—3 нед после высадки рассады и до начала завязывания кочана. После приживания рассады возможна и некорневая подкормка необходимыми микроэлементами (молибденом, цинком, медью), если семена перед посевом ими не обрабатывали.

Под ранние сорта нужно совместно с минеральными вносить хорошо перепревшие органические удобрения или размещать эти культуры по хорошо унавоженным предшественникам и удобрять только минеральными удобрениями.

Дозы органических (30—60 т/га) и минеральных удобрений сильно изменяются в зависимости от плановых или возможных урожаев, плодородия почв, возделываемых сортов, обеспеченности, видов и качества органических и минеральных удобрений и организационно-технических возможностей землепользователей.

Капуста цветная. Очень требовательна к плодородию почв, но плохо удается на богатых азотом торфяниках и тяжелых по гранулометрическому составу лугово-болотных пойменных почвах. Лучшие почвы для нее нейтральные легкие и средние суглинки. Известь и органические удобрения (40—60 т/га) вносят под нее осенью или под предшественник, минеральные удобрения — весной под предпосадочную обработку почвы, при посадке рассады вносят суперфосфат или комплексные двойные (NP) и тройные (NPK) удобрения в дозе по 10 кг/га д. в.

Общие дозы минеральных удобрений зависят от плановых и возможных урожаев, обеспеченности почв питательными элементами, а посевов — органическими удобрениями и могут колебаться по азоту от 30 до 150 кг/га, по фосфору от 40 до 120 кг/га и по калию от 30 до 150 кг/га д. в.

Огурец. Его нужно выращивать на окультуренных и плодородных почвах с нейтральной реакцией (pH 6,5—7,0). В течение первых 20 дней с момента появления всходов огурец нуждается в небольших количествах водорастворимых форм припосевного удобрения (Р₁₀, N₁₀Pio и N₁₀Pi₀K₁₀) в форме суперфосфата или комплексных удобрений.

В качестве основного удобрения наиболее эффективны органические (лучше свежий навоз) в оптимальных сочетаниях с минеральными удобрениями и в дозах, дифференцированных в зависимости от плановых и возможных урожаев, плодородия почв, ресурсов удобрений и организационно-экономических возможностей землепользователей. Известковые, органические, фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под основную обработку почвы, а азотные — весной перед посадкой; на легких почвах весной вместе с азотными вносят калийные, а иногда и органические удобрения под предпосевную обработку почвы.

Подкормку азотными, а на легких почвах и калийными удобрениями проводят с учетом результатов растительной диагностики в фазе 2—3 настоящих листьев, если по каким-то причинам необходимые дозы не были внесены.

Томат. Он хорошо растет на плодородных и окультуренных почвах в широком интервале реакции почв (pH 5,5—7,1). Потребление питательных элементов этой культурой продолжается в течение всего периода вегетации, причем максимум наблюдается с начала плодообразования и заканчивается для фосфора и калия примерно за 20—30 дней до конца вегетации.

Известковые (если нужно), фосфорные и калийные удобрения под томат вносят осенью под основную обработку почвы, азотные—весной перед высадкой рассады. При высадке рассады в лунки вносят (по 10 кг/га д. в.) суперфосфат, или нитроаммофос, или нитроаммофоску. В подкормки можно переносить только часть азотных удобрений, если по каким-то причинам всю дозу их сразу внести невозможно.

Морковь столовая. Предпочитает также плодородные и окультуренные почвы со слабокислой реакцией (pH 5,5) и очень хорошо отзывается на органические и минеральные удобрения. Потребление питательных элементов продолжается в течение всей вегетации, причем максимум наблюдается с момента интенсивного формирования корнеплодов и продолжается до конца вегетации. При посеве на всех типах почв следует вносить суперфосфат (10 кг/га Р₂0₅) или нитрофос, а азотные подкормки целесообразны только, если до посева весной по каким-то причинам вся доза не внесена сразу.

Перепревший навоз (или компост) с известковыми (если нужно) и фосфорно-калийными удобрениями вносят осенью под основную обработку в дозах и соотношениях, отвечающих плодородию почв для получения плановых или возможных урожаев хорошего качества с учетом обеспеченности удобрениями и материально-технических возможностей землепользователей.

Свекла столовая. Имеет такие же особенности удобрения, что и сахарная, причем навоз и другие органические удобрения под нее следует применять только в перепревшем состоянии, так как менее разложившийся вызывает ветвление корнеплодов, что снижает качество и лежкость их при хранении.

Лук репчатый. Хорошо растет на плодородных и окультуренных почвах с нейтральной реакцией (pH 6,5—7,0), но чувствителен к повышенной концентрации почвенного раствора, хорошо отзывается на разложившиеся (перепревшие) органические (навоз, компосты) и на минеральные удобрения. Потребление питательных элементов при посеве семенами происходит значительно медленнее и в меньших (в 5—7 раз) количествах, чем при посадке севком. При высеве семенами разрастание луковицы начинается примерно через 2 мес после всходов; к этому времени растения потребляют 7—12% элементов общего количества их за вегетацию. Максимальная потребность в питательных элементах при посеве семенами в мае наблюдается в августе, а при посадке севком — на месяц раньше.

Семенники лука более интенсивно используют питательные элементы и уже через 40 дней после посадки потребляют до 30 % азота и калия и до 20 % фосфора, а еще через месяц — соответственно 50, 70 и 60 % общего содержания этих элементов в урожае.

Допосевное внесение 30 т/га перепревшего навоза (компоста) или 20 т/га перегноя в сочетании с известковыми и оптимальными дозами минеральных и возможными (с учетом диагностики) подкормками азотными и калийными удобрениями перед началом интенсивного потребления элементов — основные способы рационального удобрения лука для разных целей.

Дозы минеральных удобрений зависят от уровней плановых и возможных урожаев, вида продукции, плодородия почв, доз и качества органических удобрений и материально-технических возможностей землепользователей.

Особенности удобрения многолетних трав на пастбищах и при многоукосном использовании сенокосов, когда растения удаляют в ранние фазы развития и они содержат большое количество азота и калия и умеренное — фосфора, заключаются в том, что многолетние травы в первую очередь нуждаются в азотном удобрении, а затем в зависимости от свойств почв в фосфорно-калийных удобрениях. Вынос азота с урожаем трав на естественных сенокосах и пастбищах составляет 60—120 кг/га, на культурных — до 200—300, а при орошении—до 400 кг/га. При сбалансированном питании соотношение элементов N: Р₂0₅: К₂0 в урожае трав обычно составляет в среднем 1 : 0,33 : 0,8—1,0.

Соотношение между бобовыми и злаковыми, а среди последних между высоко- и малопродуктивными можно регулировать видами и дозами удобрений в пределах экологических и хозяйственных возможностей. Если для роста бобовых условия неблагоприятны, а необходимо получать высокие урожаи трав (более 5 тыс. корм, ед/га), то азотные удобрения являются основным средством достижения цели, причем срок использования таких угодий составляет 10 и более лет. Бобово-злаковые угодья требуют ремонта (перезалужения) обычно каждые 5—6 лет.

На естественных сенокосах и пастбищах действие отдельных видов, доз и сочетаний удобрений зависит от типа луга, видового состава трав, агрохимических свойств почв, режима влажности и других факторов. На суходольных и пойменных лугах с преобладанием злаковых трав наиболее эффективно сочетание всех видов минеральных удобрений, на торфяно-болотных почвах эффективны калийные и медные в сочетании с фосфорными и иногда азотными удобрениями. Эффективность фосфорно-калийных удобрений возрастает с увеличением влажности и доли бобовых в травостое, а также с улучшением азотного питания трав.

Дозы извести и минеральных удобрений зависят от плодородия и влагообеспеченности почв, уровней возможных урожаев и ботанического состава трав, а также других факторов и указываются в конкретных зональных рекомендациях.

Территории для культурных сенокосов и пастбищ подвергают коренному улучшению: известкуют, фосфоритуют, проводят оросительно-осушительные мероприятия и заправляют органическими и минеральными удобрениями.

Дозы извести определяют по полной норме гидролитической кислотности, а затем в зависимости от продуктивности трав и насыщенности удобрениями через каждые 5—6 лет или более проводят поддерживающее известкование.

На кислых почвах (Нг = 2,5 мг • экв/100 г и более) проводят фосфоритование в дозах 2—3 т/га, заделывая муку вместе с органическими удобрениями (50—60 т/га) под глубокую основную обработку, а известь под предпосевную обработку почвы.

При посеве вносят гранулированный суперфосфат (10 кг/га д. в.), а азотные удобрения в виде подкормок распределяют по числу скашиваний и стравливаний и вносят перед каждым из них. Калийные удобрения на хорошо унавоженных территориях лучше применять в подкормки в годовых дозах осенью с третьего-четвер-того года после органических, а без органических вместе с фосфорными в запас на 2—3 и более лет в зависимости от свойств почв до посева (и перелужения), а позже также в виде годовых подкормок.

Дозы минеральных удобрений зависят от уровней плановых и возможных урожаев трав и плодородия почв, насыщенности органическими удобрениями и организационно-технических возможностей землепользователя. Дозы азотных и калийных удобрений всегда должны быть экологически безопасными и гарантировать содержание нитратов в травах не выше ПДК, а калия не более 3 % на сухую массу трав.

Дозы азотных подкормок, естественно, резко изменяются в зависимости от соотношения бобовых и небобовых компонентов трав. Лучшими формами их являются аммиачная селитра и жидкие удобрения (жидкий аммиак, аммиакаты и КАС). Жидкий аммиак нужно обязательно заделывать в почву на глубину 8—15 см.

В качестве подкормок трав эффективны и жидкие органические удобрения: бесподстилочный, полужидкий, жидкий навоз, навозные стоки, навозная жижа. Их вносят в 1 (полужидкий навоз 50—60 т/га ранней весной после подсыхания дернины) или в 2—4 приема после каждого укоса цистернами-разбрасывателями или, смешивая с поливной водой (1 : 5—7), дождевальными установками.

При использовании биологически очищенных сточных вод животноводческих комплексов и канализационных (промышленнобытовых) вод, концентрация питательных элементов в которых невысока, орошение сенокосов и пастбищ проводят этими отходами без разбавления водой. В почву за сезон поступает с оросительной нормой сточных вод около 60—80 кг/га азота и калия и 30— 40 кг/га фосфора, поэтому годовую дозу минеральных удобрений следует уменьшать на соответствующие величины.

Из микроудобрений на сенокосах и пастбищах при наличии бобовых эффективны молибденовые, а на торфянистых почвах и медные удобрения, которые применяют в качестве некорневых подкормок.

Удобрение плодово-ягодных культур проводят с целью регулирования интенсивности и соотношений вегетативного и генеративного развития растений в разные периоды их произрастания и плодоношения.

По требованиям и условиям питания выделяют три периода:

от посадки до плодоношения — характерен усиленным ростом вегетативных органов скелетной части корневой системы и листового аппарата, когда необходима хорошая обеспеченность всеми элементами в легкоусвояемых формах с преобладанием азота, что достигается допосадочным, припосадочным удобрением и подкормками;

от начала до максимального плодоношения — характерен замедленным ростом побегов и усиленным образованием плодовых веточек, почек, плодов и ягод, когда необходима высокая обеспеченность всеми элементами с увеличением роли калия, что достигается периодическим (органические, фосфорные, калийные) и ежегодным (азотные, микроудобрения) внесением оптимальных доз удобрений;

затухание плодоношения — характерен усыханием ветвей, когда потребность в элементах снижается, что достигается уменьшением доз всех удобрений до уровней, соответствующих плодоношению.

С периода плодоношения у плодово-ягодных культур ежегодно проходят два периода интенсивного потребления элементов: весной при распускании почек, цветении и образовании листьев и после сбора плодов осенью в период накопления запасных пластических веществ и второй волны роста корней. Весенний период почти в 3 раза интенсивнее по всем элементам с небольшим преобладанием азота над калием, чем осенний период с небольшим преобладанием калия над азотом.

По отношению к реакции почв плодово-ягодные культуры делят на 3 группы: вишня, черешня, абрикос, персик, слива, смородина и земляника предпочитают близкие к нейтральным почвы; яблоня, груша и малина — слабокислые, а крыжовник — кислые почвы. Для устранения избыточной кислотности (pH < 5,0—5,5) почвы до посадки известкуют под культуры первой группы в дозах по 1,0, второй — по 0,75 и третьей — по 0,5 гидролитической кислотности; повторные известкования проводят через каждые 8—10 лет.

Перед закладкой садов и ягодников под глубокую обработку почв плантажным плугом вносят мелиоранты, органические и фосфорно-калийные удобрения (табл. 137).

137. Дозы удобрений и глубина обработки почвы под плодово-ягодные культуры

в разных зонах

Рекомендуемые дозы удобрений корректируют в зависимости от исходной обеспеченности почв подвижными формами фосфора и калия и гумусированности их с помощью поправочных коэффициентов, установленных местными (зональными) опытными учреждениями.

При посадке плодово-ягодных культур также обязательно внесение удобрений (табл. 138), причем 2/3 дозы минеральных удобрений вносят на дно ямы (или траншеи), а 1/3 перемешивают с почвой, которой засыпают нижнюю половину ямы. Органические удобрения (навоз, компост) перемешивают со всей почвой ямы при ее засыпке.

138. Дозы удобрений на одну посадочную яму плодово-ягодных культур (по Спиваковскому)

В Нечерноземье применяют и траншейный способ внесения удобрений с окультуриванием почвы перед посадкой растений полосами. По линии будущего ряда растений полосой вносят удобрения и мелиоранты, по которой плантажным плугом отрывают траншею. В отрытую траншею высаживают растения, засыпая их удобренной почвой.

Удобрения в молодых садах вносят под междурядные культуры, в приствольные полосы и круги (табл. 139).

В приствольных полосах и кругах удобрения заделывают при разбросном внесении на глубину 10—12 см, а вблизи стволов — на

5—8 см. Эффективна более глубокая (на 30 см и более) заделка удобрений; для этого удобрения разбрасывают лентой (60—70 см) вдоль рядов по периферии кроны деревьев и запахивают плугом. Эффективно также внесение удобрений в борозды, нарезаемые на глубину 25—30 см на расстоянии 1,0—1,5 м от ряда растений, а в междурядьях через 0,8—1,0 м.

Удобрения в жидкой форме (и растворы) можно заделывать и глубже (до 40—50 см и более) гидро- и турбобурами, шприцами и гидроимпульсными машинами; при этом эффективность их возрастает в 1,5—2,0 раза.

При удобрении садов органические и фосфорно-калийные удобрения лучше вносить раз в три года, а азотные — ежегодно. При выращивании в междурядьях бобовых культур дозы азотных удобрений уменьшают вдвое.

20—30 т/га навоза (компоста) в сочетании с минеральными удобрениями (по 50—60 кг/га д. в. каждого) вносят в разных зонах под смородину, крыжовник, малину и землянику.

В плодоносящих садах основное удобрение вносят равномерно по всей площади осенью и заделывают плугом во всех зонах достаточного увлажнения и при орошении в дозах 20—30 т/га навоза и по 40—60 кг/га д. в. минеральных удобрений, а в засушливых районах столько же навоза и вдвое меньше минеральных удобрений.

На фоне основного удобрения в плодоносящих садах проводят подкормки, причем азотную ранней весной за 2—3 нед до цветения, а фосфорно-калийную с органическими удобрениями осенью. Если последнюю подкормку не проводили, ее объединяют весной с азотной. Подкормку азотом плодоносящих садов и ягодников можно проводить дважды: 70 % дозы ранней весной и 30 % в фазе физиологического осыпания завязей.

Для косточковых деревьев дозы подкормок (табл. 140) уменьшают в 2 раза.

Подкормку земляники азотом (по 20—30 кг/га) проводят ранней весной и после сбора ягод с заделкой на глубину 10—15 см и на такое же расстояние от рядка.

Подкормку малины (по 20—30 кг/га д. в. NPK) проводят в начале образования завязей.

Подкормки смородины и крыжовника (по 20—30 кг/га д. в. NPK) проводят после цветения и через 2—3 нед после первой.

Эффективность подкормок возрастает при локальном внесении удобрений под деревья, в канавки, лунки и скважины глубиной 25—50 см, под кустарники — 15—20 см.

Рекомендуемые дозы основного удобрения и подкормок под плодоносящими плодово-ягодными культурами следует корректировать по результатам листовой диагностики обеспеченности их (табл. 141) в каждом конкретном случае. При более низком по сравнению с оптимальным содержании элементов в листьях (на 20—30 % и более) дозы соответствующих удобрений повышают на 20—30 %, при содержании на 15—20 % выше дозы уменьшают на 50 %, при еще более высоком содержании удобрения не вносят.

Пробы хорошо развитых листьев (40—50 шт.) отбирают из середины однолетних побегов текущего года у плодовых деревьев после окончания их роста в июле—августе, у кустарников при созревании ягод, у земляники из середины куста в период массового цветения и формирования ягод.

Многие заболевания плодово-ягодных культур (розеточность листьев, опадание завязей, отмирание концов побегов, уродливость плодов, опробковение тканей плодов и др.) вызваны недостатком микроэлементов. При содержании в листьях на 1 кг сухой массы менее 15 мг бора, 6 мг цинка и 10 мг меди и марганца необходимо проводить корневые и некорневые подкормки соответствующими микроудобрениями. Растения опрыскивают водным раствором 0,01—0,05%-ной борной кислоты или вносят в почву борный суперфосфат; в период покоя (осенью) проводят опрыскивание 2—3%-ным раствором сернокислого цинка, а при недостатке меди опрыскивают 0,05—0,10%-ным раствором медного купороса или вносят 25 кг/га его в почву.

7.6.5. ОСОБЕННОСТИ УДОБРЕНИЯ КУЛЬТУР В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ

Они весьма специфичны, так как урожаи культур защищенного грунта и дозы удобрений под них в 4—6 раз выше, чем в открытом грунте (в поле), причем значительную часть удобрений применяют в виде подкормок для предотвращения повышенных концентраций солей в корнеобитаемой среде. Агрохимический контроль за содержанием элементов в растениях и грунтах здесь проводят ежемесячно (или чаще) на протяжении всей вегетации культур. В теплицах в течение года можно выращивать по 40—50 кг/м² овощной продукции. Для таких урожаев нужны не только удобрения, но и плодородные почвогрунты.

Состав и свойства тепличных грунтов зависят от местных ресурсов; их составляют из одного, двух и более компонентов. Торф всех типов — обязательный компонент (от 40 до 100 %) всех поч-вогрунтов без или с различными добавками (10—40 %) дерновой, огородной или полевой почвы и 20—25 % навоза без или с добавками опилок (до 50 %) или песка (5 %). В районах, где нет торфа, почвогрунты готовят из смеси пахотных горизонтов почв (до 80 %) с перегноем, навозом или компостом (от 20 %) с добавками в качестве рыхлящих материалов — опилок, древесной коры, соломенной резки или рисовой шелухи.

Низинный, переходный или верховой торф (каждый в чистом виде и в различных комбинациях) может использоваться и в качестве почвогрунтов, причем торф должен иметь степень разложения до 40 %, зольность до 12 %. Возможно выращивание овощей в теплицах и на спрессованной в тюки (0,5 м х0,5 м х 1 м) свежей и не обработанной гербицидами соломе.

Промышленное тепличное производство овощей базируется на многолетнем (15—25 лет) использовании почвогрунтов с ежегодным обеззараживанием (пропаривание, влажная и газовая дезинфекция) и периодическим рассолением (промывка при наличии дренажа) их. Длительность бессменной эксплуатации грунтов в значительной степени зависит не только от количества и качества удобрений, но и от умелого применения их, т. е. от квалификации агрономов-агрохимиков.

Все необходимые компоненты грунтовой смеси завозят в теплицу за 3 нед до высадки растений, тщательно разравнивают слоем 30 см, фрезеруют и перепахивают на всю глубину. Затем отбирают пробы готового почвогрунта и анализируют их на реакцию (pH), содержание подвижных элементов (N, Р₂0₅, К₂0, MgO) и водорастворимых солей. По результатам анализов в почвогрунт равномерно вносят необходимые дозы макро-, микроудобрений и мелиорантов, после чего его еще раз тщательно фрезеруют.

Чрезвычайно важно, чтобы содержание воздуха в почвогрунте было не ниже 10—12 %, а пористость составляла 50—60 %. Оптимальное соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами в почвогрунтах 1:1:1. Запасы воздуха в почвогрунтах при полной влагоемкости через 5—6 лет могут снизиться в 2—3 раза, со временем уменьшается и влагоемкость. Для предотвращения этих явлений необходимо тщательно соблюдать режимы питания возделываемых культур, применять качественные органические и концентрированные безбалластные минеральные удобрения в сочетании с периодическим (через 4—5 лет) добавлением рыхлящих материалов: опилок (20—30 % объема), соломенной резки или рисовой шелухи (0,5 кг/м²), или веществ-структурообразователей (производные акриловой, метакриловой и малеиновой кислот).

С соломой, опилками или рисовой шелухой в почвогрунты вносят 20 г/м² N в виде NH₄N0₃, затем через неделю после высадки растений проводят подкормку в дозе 10 г/м² N, а следующие — через каждые две недели по результатам анализов почвогрунтов и растений.

Подпочва теплиц должна быть легкого гранулометрического состава, а еще лучше иметь под почвогрунтами дренажные системы.

Смеси для выращивания рассады, в том числе в торфоперегнойных горшочках, торфяных кубиках и блоках, по рекомендациям НИИОХ готовят при помощи 6—8-месячного компостирования следующих компонентов (%, без добавления в последующем минеральных удобрений): 1) торф 60, навоз 20, полевая почва 7, навозная жижа 10, фосфоритная мука 3; 2) торф 70, соломенная резка, полова и др. 5, навозная жижа 15, полевая почва 7, фосфоритная мука 3.

Хорошую смесь для выращивания рассады любых овощных культур получают при смешивании равных объемов влажного (около 80 %) торфа с дерновой почвой или навозно-земляного компоста с добавлением минеральных удобрений: на 1 м³ смеси 0,85 кг аммофоса, 0,5 сульфата калия и 0,25 кг калийной селитры. К торфу перед смешиванием его с почвой добавляют доломит: на 1 м³ верхового торфа 2 кг, переходного 1,5 и низинного 1 кг.

Выращивать рассаду овощей можно на чистом верховом торфе с добавлением при тщательном перемешивании на 1 м³ его 3 кг доломита, 1 аммофоса, 0,6 калийной селитры, 0,25 кг сульфата калия, по 50 г сульфата меди и железа, 15 борной кислоты, 12 сульфата марганца, 10 молибдена аммония и 3 г сульфата цинка. Имеются и другие рецепты приготовления почвогрунтов для теплиц и смесей для выращивания рассады, которые изложены в специальных рекомендациях и справочниках.

Для определения оптимальных доз и способов внесения удобрений под возделываемые культуры в теплицах необходимо знать обеспеченность почвогрунтов водорастворимыми питательными элементами и солями. Ее определяют методом объемного экстрагирования при соотношении грунт: вода =1:2. В полученной водной вытяжке устанавливают содержание элементов (мг/л) и концентрацию солей потенциометрически (mS/см) или методом сухого остатка (г/л). По результатам определяют уровень обеспеченности почвогрунтов (табл. 142).

С учетом обеспеченности почвогрунтов элементами (см. табл. 142) устанавливают дозы удобрений для основного внесения (табл. 143).

Первую подкормку огурца проводят через месяц, а томата — через 1,5—2 мес после высадки рассады, последующие — через каждые 1— 2 нед, а всего за вегетацию до 5—8 раз. В подкормки дают только азотно-калийные удобрения и каждый раз не более 5 rN и 10—15 гК,0 на 1 м², а общее количество всех удобрений в одну подкормку не должно превышать для огурца 70, а томата — 100 г/м².

Возможны и некорневые подкормки культур макро- и микроудобрениями с помощью дождевания; концентрация растворов при этом должна быть для огурца не выше 0,22—0,27, а томата — 0,4 %. Проводить подкормки следует в пасмурные дни. Важны и утренние подкормки угольной кислотой в дозе 2—2,5 кг/100 м² посадок.

Дозы элементов для подкормок определяют по разнице между потребностями культур (в том числе и для получения планового урожая) и запасами их в почвогрунтах и по результатам ежемесячной почвенной и растительной диагностики.

Известны и другие методы определения оптимальных доз удобрений в тепличном овощеводстве для различных культур, изложенные в специальных рекомендациях, пособиях и справочниках.

Существует три типа гидропонного выращивания растений в теплицах: 1) культура на твердых субстратах, которые периодически увлажняют питательным раствором; 2) водная культура — собственно гидропоника, при которой корни растений постоянно находятся в питательном растворе; 3) воздушная культура — аэропо-ника, когда корни растений находятся во влажном воздухе й периодически опрыскиваются питательным раствором.

Культура на твердых субстратах. Наиболее распространена в тепличном производстве овощей, цветов и других растений.

Наиболее распространенными субстратами являются гравий (2—20 мм) и щебенка (3—150 мм) из гранита, диорита и других магматических пород, вулканические туфы, перлит, вермикулит, керамзит, кирпич, каменноугольные и торфяные шлаки и торф. Под-

ходящий субстрат сортируют, тщательно промывают водой, засыпают слоем 20—30 см в лотки, стеллажи (шириной 0,7—1,5 м) или поддоны (шириной 3—10 м и более) с наклонным дном и отверстием для быстрого стекания питательных растворов в резервуар.

Питательные растворы готовят на водопроводной воде, содержание хлора в которой не должно превышать 150—200 мг/л, а оптимальное количество кальция — 150—300 мг/л. Общая концентрация солей не должна превышать 0,2 % (2,0 г/л), что особенно важно летом, когда растения испаряют много воды.

Реакцию раствора поддерживают в пределах pH 5,0—6,0, а подкисление нейтральных и слабощелочных растворов проводят азотной или фосфорной кислотой с учетом их количества в дозах соответствующих солей. Концентрация солей питательного раствора для молодых растений должна быть ниже нормы, в период интенсивного потребления — значительно выше, а соотношение элементов — постоянно соответствовать потребностям культур в разные периоды вегетации.

Для приготовления питательных растворов существуют разные способы. Например, по рецепту Л. К. Гелера на каждые 100 л воды рекомендуется добавить (г): 1000 калийной селитры, 75 простого суперфосфата, 500 сернокислого магния, 15 лимоннокислого железа, по 2 сульфата марганца и бората натрия, по 1 сульфатов меди и цинка, причем зимой в растворе должно быть (мг/л): по 150 N и Р₂0₅ и 450 К₂0, а с апреля по сентябрь доза азота возрастает до 225. Контроль за содержанием элементов в растворе проводят не реже 1 раза в 3—4 нед, а кислотность — еженедельно.

В период плодоношения в растворы еженедельно добавляют (г на 1 растение): под огурец—3,5 N, 3,0 Р₂0₅, 7,5 К₂0; под томат соответственно 1,0; 1,3; 2,5; под салат — 0,17; 0,2; 0,42, причем для этого заранее готовят маточные растворы соответствующих солей. Каждые 1 —1,5мес (если субстрат используют более года) питательный раствор сбрасывают и 1—2 дня работают на воде. При тщательной ежегодной дезинфекции и регенерации субстрата сбрасывать раствор не нужно.

Дезинфекция — удаление корневых остатков и выдерживание субстрата в течение 3 сут в 5%-ном растворе формалина с последующей 4—5-кратной промывкой в теплой воде. Регенерация — выдерживание субстрата в течение 2 сут в 3%-ном растворе азотной кислоты с последующей 2—3-кратной промывкой, затем 2 суток в 0,3%-ном растворе перекиси водорода с последующей 2-кратной промывкой и выдерживанием (если нужно) в вытяжке суперфосфата (200 мг/л Р₂0₅) для связывания появившихся ионов алюминия.

Раствор в поддоны (стеллажи) подается снизу и автоматически сливается, не достигнув 3—5 см поверхности субстрата, чтобы предотвратить испарение воды и засоление субстрата. Частота подачи раствора зависит от влагоемкости субстрата (чем она выше, тем реже подают раствор), температурного режима и возраста растений (при большом испарении подача чаще). Для поддержания желаемых влажности, температуры и обогащения воздуха углекислотой существуют специальные установки для всех типов гидропоники.

Водные культуры. Применяют мало, хотя они имеют ряд преимуществ: не нужно приобретать, транспортировать, первоначально обрабатывать и систематически очищать, стерилизовать и регенерировать субстрат, не требуется автоматизация подачи и удаления питательного раствора, так как резервуары наполняют им один раз в 2—3 нед.

В водных культурах растения потребляют больше элементов из растворов даже при меньших (в 3—5 раз) концентрациях солей в них за счет больших объемов и постоянного контакта. При меньших концентрациях растворов растения потребляют больше воды, что ускоряет их рост и развитие. Водные культуры позволяют абсолютно точно регулировать концентрацию, состав и реакцию растворов в любой период вегетации растений.

Баки (поддоны, лотки) для выращивания растений из инертных и прочных материалов (пластмасс) должны иметь глубину не менее 20—25 см, а ширина их зависит от возделываемых культур и может колебаться от 5—10 до 100 см и более. Для закрепления растений на баках (лотках, поддонах) делают хорошо подогнанные крышки с отверстиями разного диаметра, например для овощных культур 3—4 см, в которые плотно вставляют цилиндры такого же диаметра, высотой 5—6 см с закраинами в 4—5 мм, на которых они повисают на крышке. Вместо дна к цилиндрам приваривают полоску шириной 5—7 мм для поддержания в них ваты, в которой укрепляют проростки (рассаду) при посадке. После подрастания растения привязывают к свисающему шпагату и убирают из цилиндров вату, чтобы предотвратить загнивание стеблей при возможном ее намокании.

Чтобы концентрация солей в растворах не опускалась ниже 50 % исходной, добавляют соответствующие соли (по результатам анализов или по расчетам потребности культур в данной фазе) либо быстро (чтобы не подвяли растения) меняют растворы. В последнем случае необходим запасной бак для приготовления раствора нужных температуры, концентрации и реакции.

Для автоматической продувки растворов воздухом нужен компрессор ^соответствующей системой воздуховодов, резервуаром и временным реле включения.

Воздушная культура (аэропоника). Позволяет почти полностью автоматизировать все приемы выращивания растений, которые при этом растут и развиваются быстрее, чем в других условиях.

Глубина резервуара для корневой системы составляет 20— 25 см, а общая емкость может быть очень небольшой. Крышка с отверстиями для высадки растений должна плотно прилегать к

стенкам резервуара. Закреплять растения нужно так же, как в водной культуре, но вместо ваты берут другие материалы, например пемзу, кусочками которой (размером 8—15 мм) обкладывают и поддерживают рассаду.

В резервуаре размещают форсунки для равномерного тонко распыляемого опрыскивания корней растений питательным раствором. Питание растений осуществляется из задержавшихся на корнях капель питательного раствора, поэтому концентрация его должна быть примерно в 10 раз выше, чем в водной культуре. Частота опрыскивания зависит не только от концентрации раствора, но и от потребности растений в воде (нельзя допускать их подвя-дания), возраста и развития корневой системы.

В начальный период, когда корневая система еще не разветвлена, следует чаще (примерно через каждые 5 мин), но кратковременно (5—10 с) проводить опрыскивание. При развитой корневой системе опрыскивание проводят реже (через 10—15 мин), но дольше (более Юс), чтобы полнее смыть остатки предыдущего опрыскивания и заменить их новой порцией раствора. Питательный раствор, стекающий с корней с первых секунд, должен быстро возвращаться в запасную емкость, поэтому дно лотка с растениями имеет уклон к выходному отверстию.

Контроль за реакцией, концентрацией и составом питательного раствора осуществляют так же, как и в водной культуре, а для поддержания оптимальных влажности, газовых и температурных режимов пользуются таким же оборудованием, как и в культурах на твердых субстратах.

7.6.6. ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВКИ И ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Современная технология хранения, подготовки, транспортировки и внесения незатаренных удобрений, на долю которых в России приходится до 80 % всех видов минеральных удобрений, базируется на сохранении высокой сыпучести их на всех этапах движения с завода-поставщика до поля и беспрепятственной гравитационной разгрузки из транспортных средств, хранилищ, дозирующих устройств смесительных установок, машин и сеялок для внесения в почву. Важнейшую роль при этом играют физикохимические и механические свойства минеральных удобрений: гигроскопичность, слеживаемость, гранулометрический состав, прочностные свойства гранул, сыпучесть, плотность, пылящие свойства, требования к которым регламентируются нормативнотехническими документами, государственными (ГОСТ) и отраслевыми (ОСТ) стандартами и техническими условиями (ТУ), указанными в сертификатах.

С заводов-поставщиков удобрения доставляют железнодорожным, водным и автомобильным транспортом в прирельсовые, портовые и глубинные склады вместимостью от 1,6 до 20 тыс. т, для пылевидных удобрений (известковая, доломитовая, фосфоритная мука и др.) — в склады силосного типа от 0,5 до 3 тыс. т, а для жидких удобрений — в специальные склады (металлические резервуары) объемом 0,6—2,0 тыс. м³. Склады обычно оборудуют погрузочно-разгрузочными машинами и механизмами, агрегатами для дробления, растаривания и смешивания твердых минеральных удобрений.

Аммиачную селитру как гигроскопичный, пожаро- и взрывоопасный материал транспортируют только в таре (мешки и мягкие контейнеры) и хранят в отдельных складах вместимостью 1,2— 3,5 тыс. т.

Сухое смешивание — это доступный, гибкий и экономичный способ получения комплексных удобрений с заданным соотношением и содержанием элементов и одновременно эффективный путь снижения потерь их и уменьшения затрат на подготовку, транспортировку и внесение удобрений в почву. Состояние и перспективы сухого смешивания удобрений подробно изложены в главе 5, здесь же остановимся на технологических схемах доставки на поля и внесения удобрений, а также на агротехнических требованиях к качеству выполнения этих работ.

Доставка минеральных удобрений в поле и внесение их в почву. При безошибочном выполнении этих операций это наиболее важный этап сокращения потерь и достижения максимальной эффективности удобрений. В зависимости от материально-технической обеспеченности и расстояния от склада до конкретного поля удобрения и мелиоранты вносят по следующим технологическим схемам:

прямоточная — при небольших радиусах перевозок от склада к полю и поверхностном внесении удобрений по схеме: склад — разбрасыватель (1РМГ-4, РУМ-5, РУМ-8, КСА-3) — поле; при радиусе 3—5 км используют тракторные, а при 5—8 км и более автомобильные разбрасыватели или авиацию — оптимальный радиус действия сельскохозяйственной авиации 10—12 км от аэродрома, а доза удобрений 100—200 кг/га;

перегрузочная — при внесении удобрений туковыми сеялками, культиваторами-растениепитателями и другими машинами для внутрипочвенного (локального) внесения, а также любыми центробежными разбрасывателями по схеме: склад — транспортные машины — перегрузчики — поле;

перевалочная — в отсутствие складов и специальных транспортно-погрузочных средств удобрения доставляют в поле транспортом общего назначения и сгружают на специально подготовленные площадки или по схеме: прирельсовый (портовый) склад — хозяйственный (межхозяйственный) склад или площадка в поле. Далее по первой (перевалочно-прямоточной) или по второй (перевалочно-перегрузочной) схеме.

Перевалочная схема — это вынужденный наименее эффективный вариант из-за возможных потерь, ухудшения качества удобрений и максимальных затрат труда и средств.

Агротехнические требования к качеству внесения удобрений. Это главным образом обеспечение определенного распределения удобрений в почве, которое зависит от конструкции машин и орудий, способов разбрасывания, внесения и заделки, а также от качества, свойств удобрений и других условий. Качество внесения удобрений определяется отклонениями фактической дозы от заданной и неравномерностью поверхностного распределения их в пределах ширины захвата (для центробежных механизмов) при двухфазной технологии и по профилю обрабатываемого слоя разными почвообрабатывающими орудиями. При локальном внесении качество работ определяется наряду с дозой точностью размещения удобрений на определенной глубине и ориентацией рядов (лент, очагов) их относительно посевных рядков и корневой системы растений.

Центробежные разбрасыватели наряду с достоинствами (высокая производительность, грузоподъемность, надежность, маневренность, простота конструкции и др.) имеют серьезные недостатки: сильную неравномерность по ширине захвата, неустойчивость показателей рассева и разделение разных фракций удобрений в пределах ширины захвата, что делает эти машины непригодными (или малопригодными) для внесения тукосмесей. Предельно допустимая неравномерность в соответствии с агротехническими требованиями составляет:

до 25 % у разбрасывателей центробежного типа (КСА-3, 1РМГ-4, РУМ-3, РУМ-5, РУМ-8, НРУ-0,5, РМС-6) и при внесении удобрений самолетом Ан-2 и вертолетами Ми-2, Ка-26;

до 15 % у прицепных туковых сеялок;

до 8 % у комбинированных сеялок, посадочных машин и культи вато ро в - расте н и е п итате л е й;

до 10—15 % у машин по внесению жидких минеральных удобрений (ПОУ, АБА-0,5М, АША-2 и др.);

до 30 % у машин для пневматического рассева пылящих мелиорантов и фосфоритной муки (АРУП-8 и РУП-8).

Неравномерность распределения разбросного внесения удобрений при возделывании культур по современным технологиям (т. е. при высокой насыщенности удобрениями) не должна превышать 15 %.

Неравномерность распределения удобрений проявляется в неодновременном развитии и созревании возделываемых культур, пестроте урожая, ухудшении качества получаемой продукции и снижении прибавок от удобрений, величина которых зависит от биологических особенностей культуры, уровня и пестроты почвенного плодородия, доз, видов и способов внесения удобрений и других условий.

Эффективность удобрений определяют в полевых и производственных опытах в типичных для конкретной территории почвенно-климатических условиях. Различают агрономическую, экономическую и энергетическую эффективность удобрений.

Агрономическая эффективность. Это оплата единицы удобрений полученной прибавкой товарной продукции (или хозяйственного урожая) культуры (или севооборота) в конкретных почвенно-климатических условиях. В севооборотах ее выражают в кормовых или зерновых единицах.

В результате существенных различий почвенно-климатических, агротехнических и материально-технических условий эффективность удобрений даже под одной культурой сильно колеблется по отдельным хозяйствам, районам и регионам страны.

По многочисленным данным полевых опытов Географической сети опытов, Агрохимслужбы и других учреждений страны, обобщенных многими исследователями, оплата 1 кг д. в. минеральных удобрений (при оптимальных в каждом опыте дозах их) прибавками основной продукции (кг) может составлять: озимой пшеницы 3,3—5,5, озимой ржи 2,3—6,2, яровой пшеницы 2,0—6,0, ячменя 2,0—8,2, овса 2,0—7,0, кукурузы 1,2—7,1, риса 5,7—12,0, картофеля 18—47, сахарной свеклы 15—72, льносоломы 3,8—8,6, подсолнечника 1,8—4,0, овощей 10—50, сена трав 5—25, плодов и ягод 10-40.

Эффективность удобрений под каждой культурой при прочих равных условиях зависит от доз и способов их внесения. С увеличением дозы от минимальной до оптимальной наблюдается, как правило, максимальная, но постепенно уменьшающаяся оплата каждого килограмма удобрений получаемыми прибавками продукта. Дальнейшее увеличение доз до максимальных величин обычно сопровождается устойчивым снижением окупаемости удобрений.

Максимальная окупаемость (не менее 20 кг зерн. ед.) каждого килограмма удобрений прибавками урожаев всех культур наблюдается при оптимальных дозах припосевного (рядкового, припо-садочного) удобрения. Азотные подкормки озимых зерновых культур и многолетних злаковых трав (при оптимальных дозах) обеспечивают 10—20 кг зерн. ед. прибавки на каждый килограмм внесенных удобрений.

Оптимальные дозы основного (допосевного) внесения минеральных удобрений обеспечивают в среднем оплату каждого килограмма удобрений не менее 5 кг зерн. ед. При локальных способах заделки оптимальных доз подкормок и основного удобрения эффективность их возрастает, как правило, не менее чем на 50 %.

Экономическая эффективность. Это стоимостное сопоставление произведенной продукции с суммарными затратами на ее произ-

водство, выражаемое рядом показателей: чистый доход, производительность труда, окупаемость затрат, себестоимость продукции и др. Расчеты показателей экономической эффективности удобрений можно осуществлять по данным полевых и производственных опытов в типичных природно-экономических условиях, а также по нормативам прибавок урожаев культур и суммарным средним затратам на единицу (т, кг) удобрений.

Показатели экономической эффективности удобрений можно определять для любой культуры, севооборота (агроценоза), хозяйства, района, области (края), республики, сельскохозяйственной отрасли и для всего производства страны. Экономическую эффективность удобрений в стране определяют как сумму чистой продукции (прибыли), полученной в промышленности по производству удобрений и в сельском хозяйстве, т. е. ростом национального дохода от производства и применения удобрений.

При квалифицированном применении удобрений повышаются плодородие почв, продуктивность земледелия, основные фонды и фондоотдача, производительность труда и его оплата, чистый доход и рентабельность производства. Подсчитано, что каждая тонна д. в. минеральных удобрений сберегает в сельском хозяйстве 275 чел.-ч, так как каждый человеко-час в производстве удобрений (с учетом всех затрат на сырье и энергетику) экономит за счет повышения урожайности культур более 15 чел.-ч в сельском хозяйстве.

Основные показатели экономической эффективности удобрений по методикам ведущих научно-исследовательских учреждений страны можно определять по следующим формулам.

Производительность труда:

по прямому показателю (V)

V— У/Ти V_y~'Ь Т+т

по показателю трудоемкости (/)

t = T/Vut_y = (T + t)/V_y,

где V и V_y — производительность труда (т/чел.-дн) без и при удобрении; У и у — урожайность без удобрений и прибавка от удобрений, т/ra; Гит — затраты труда (чел.-дн/га) на производство продукции без удобрений и дополнительные — при удобрении; t и /_у — трудоемкость (чел.-дн/т) без и при удобрении.

Повышение производительности труда (%):

A V=(t/t_y)- 100.

Экономия труда (чел.-дн/т):

Э = t— t_y.

Себестоимость продукции:

С= Е/У; С_у = (Е+ еК)/(У + у),

где С и С_у — себестоимость продукции (руб/т) без и при удобрении; Е и е— все затраты на производство (руб/га) без удобрений и дополнительные затраты, связанные с применением удобрений (сумма затрат на приобретение, транспортировку, хранение и применение удобрений, на уборку, доработку, транспортировку и реализацию дополнительной продукции от удобрений и накладные расходы); К — коэффициент отнесения затрат на данную культуру.

Снижение себестоимости продукции (%):

C-C_v

АС=—

Чистый доход от удобрений (руб.):

Ч_йу = (Ц+ц)-еК,

где Ц и ц — стоимость (цена) дополнительной, основной и побочной продукции при удобрении, руб.; е — сумма всех затрат, связанных с применением удобрений, руб.; К— коэффициент отнесения затрат на удобрения под данную культуру (доли единицы), который обычно соответствует коэффициентам использования элементов по годам из конкретного удобрения и учитывается в течение 3—4 лет при эпизодическом (периодическом) внесении их, т. е. для органических, известковых, фосфорных и калийных удобрений.

Увеличение чистого дохода:

Д⁼ ЩУу(Ц— С_у) — У(Ц— Q],

где Д — прирост чистого дохода, руб.; П— удобряемая площадь, га; У и У_у — многолетняя (4—5 лет) урожайность до удобрения и при удобрении, т/га; Ц — стоимость (цена) продукции, руб/т; Си С_у — многолетняя себестоимость продукции без и при удобрении, руб/т.

Рентабельность применения удобрений (%): еК еК

Окупаемость затрат на удобрения:

0= (Ц+ ц)/еК.

При внутрихозяйственном и межхозяйственном использовании различных органических удобрений возможны различные способы оценки их. Существует 5 способов оценки навоза:

по стоимости подстилки, используемой для его приготовления;

сумме затрат на его приготовление, хранение, транспортировку и внесение в почву;

стоимости прибавки урожая от его применения;

стоимости содержащихся в нем питательных элементов, выраженной в сопоставимых ценах промышленности на минеральные удобрения;

стоимости экскрементов, вычисленной по себестоимости кормов, перешедших в навоз, подстилки и затрат на его приготовление, хранение, транспортировку и внесение.

Иногда навоз оценивают (франко-почва) по сумме стоимости подстилки (себестоимости соломы и торфа) и расходов на его транспортировку и внесение.

Расчеты экономической эффективности применения мелиорантов проводят так же, как и удобрений. Разумеется, экономическая эффективность удобрений и мелиорантов непосредственно зависит от тех же факторов и условий, что и агрономическая их эффективность.

Энергетическая эффективность (энергоотдача, или биоэнергетический КПД) удобрений. Это отношение накопленной в прибавке продукции энергии (£_вых) к суммарным энергетическим затратам на производство, транспортировку, хранение и внесение удобрений и на уборку, транспортировку, хранение, доработку и реализацию этой прибавочной продукции — £_вх: КПД_бИ0 = £_вых/£_вх.

Изучение энергоотдачи удобрений приобретает все большую актуальность в связи с возможным истощением запасов ископаемого топлива (нефти, газа, угля) и возрастающими затратами их и другой (удобрения, мелиоранты, машины, механизмы и т. д.) антропогенной энергии в интенсивных системах земледелия.

Благодаря использованию в процессе фотосинтеза энергии солнца растения производят всегда больше энергии в продукции, чем расходуют из окружающей среды. Для поддержания (1,0—

2,0 %) и повышения (до 4 %) фотосинтетически активной радиации (ФАР) возделываемые культуры потребляют много антропогенной (технической) энергии в виде удобрений, мелиорантов, средств защиты растений, орошения (или осушения), тракторов, комбайнов и машин, ТСМ для них, электроэнергии, зданий, сооружений, коммуникаций и т. д. на всех этапах производства и реализации продукции.

В механизированном сельском хозяйстве различных стран биоэнергетический КПД удобрений в зависимости от природно-хозяйственных условий колеблется от 0,3 до 4,0 с тенденцией снижения с увеличением антропогенных энергозатрат. Минимальная энергоотдача из сельскохозяйственных отраслей наблюдается в животноводстве и тепличном растениеводстве. Например, в Нидерландах в 70-х годах энергоотдача (биоэнергетический КПД) составляла: в полевом растениеводстве 8,4, животноводстве 0,14 и в тепличном растениеводстве 0,12.

Оптимизация доз удобрений в конкретных природно-климатических условиях их применения максимально повышает оплату удобрений прибавками урожаев и использование растениями солнечной энергии, т. е. энергоотдачу производства растениеводческой продукции. Поэтому энергетическая оценка применения удобрений наряду с агрономической и экономической дает более емкое представление об эффективности их в конкретных условиях.

Обобщение Л. М. Державиным данных более 11 тыс. полевых опытов Агрохимслужбы с 17 основными культурами показало, что накопление энергии в прибавках хозяйственных и тем более биологических урожаев всех культур под влиянием минеральных удобрений (NPK) по всем опытам превышает затраты энергии на их применение. Максимальная энергоотдача отмечена у люцерны при орошении, которая в зависимости от почвенно-климатических условий по прибавке урожая сена составила 4,5—19,8, а биологической массы — 8,8—38,6.

В среднем по всем опытам биоэнергетический КПД применения удобрений под зерновыми колосовыми культурами составил: по прибавке зерна 1,29—1,76, хозяйственного урожая 2,97—4,47, биологической массы 3,44—5,12.

Во всех анализировавшихся опытах Агрохимслужбы биоэнергетические КПД применения удобрений от NPK, N, Р и К по прибавке основной продукции составили соответственно: у озимой пшеницы 1,54; 0,82; 4,75; 4,77, озимой ржи 1,49; 0,86; 3,91; 4,91, яровой пшеницы 1,29; 0,70; 3,16; 3,83, ячменя 1,76; 1,02; 4,46; 5,99, кукурузы на зерно 1,87; 0,96; 5,46; 9,80, картофеля 2,20; 1,05; 5,87; 8,14, сахарной свеклы 1,95; 0,89; 5,27; 6,19, льна-долгунца 1,09; 0,64; 2,04; 1,89, а в среднем по всем культурам 1,19; 0,76; 1,83; 2,33.

Из приведенных данных видно, что максимальная энергоотдача от применения отдельных видов минеральных удобрений у большинства культур наблюдалась от калийных, затем фосфорных и минимальная от азотных удобрений. Однако по величине прибавок урожаев всех культур указанные виды удобрений располагаются в противоположном порядке, что обусловлено во много раз большими затратами энергии на производство азотных, чем фосфорных и калийных удобрений.

Полученные результаты свидетельствуют в целом о достаточно высокой энергетической эффективности применения удобрений под все исследовавшиеся культуры. В то же время видно, что энергоотдача от азотных удобрений под всеми, кроме ячменя и картофеля, культурами явно недостаточна. Следовательно, для улучшения этой ситуации по всем культурам требуется дальнейшее повышение эффективности прежде всего азотных удобрений за счет оптимизации их доз с учетом более глубокого изучения динамики его потребления, почвенной и растительной диагностики, дробного и локального внесения их в комплексе с химической мелиорацией, применения других макро- и микроудобрений, пестицидов, ретардантов, ингибиторов нитрификации и повышения обшей культуры земледелия.

Контрольные вопросы и задания

1. Сформулируйте определение, цель и задами системы удобрения. 2. Чем различаются биологические особенности культур в потреблении питательных элементов? 3. Что такое вынос и затраты питательных элементов культурами, как их определяют? 4. Что общего и каковы различия в динамике потребления питательных элементов различных культур? 5. Перечислите почвенные показатели, влияющие на эффективность удобрений, и назовите пути регулирования их. 6. Какие вы знаете относительные и абсолютные показатели обеспеченности почв питательными элементами и как с их помощью корректируют дозы удобрений? 7. Назовите условия и масштабы колебаний коэффициентов использования питательных элементов почвы (КИП). 8. Что вы знаете о климатических факторах эффективности удобрений и способах их регулирования? 9. Какие агротехнические условия эффективности удобрений вы знаете? 10. Почему в севооборотах эффективность удобрений выше, чем в бессменных посевах? И. Как вы понимаете зависимость эффективности удобрений от количества и качества их? 12. Что такое коэффициент использования удобрений и как его определить? 13. В чем достоинства и недостатки изотопных, разностных и балансовых коэффициентов использования удобрений? 14. Что вы знаете о классификации и методах определения оптимальных доз удобрений? 15. Каковы различия, достоинства и недостатки методов определения доз удобрений, основанных на обобщении данных полевых опытов с эмпирическими дозами удобрений? 16. Чем отличаются балансово-расчетные методы определения оптимальных доз удобрений между собой? 17. Что вы знаете о модификациях определения оптимальных доз удобрений с применением математики и электронной техники? 18. Каковы основные способы внесения удобрений и их роль в питании растений? 19. Меняется ли эффективность удобрений при разбросном и локальном, ежегодном и периодическом способах внесения их? 20. Влияют ли сроки внесения и глубина заделки удобрений на их эффективность? 21. Назовите обязательные материалы системы удобрения каждого агроценоза (севооборота). 22. Какова последовательность операций при разработке системы удобрения агроценозов? 23. Что общего в разработке системы удобрения при любой обеспеченности удобрениями? 24. Какова методика определения доз минеральных удобрений в агроценозе при очень ограниченных ресурсах их? 25. Как вы понимаете термины «минимальная», «оптимальная» и «максимальная» дозы удобрений? 26. Какова методика разработки общей схемы системы удобрения агроценоза при ограниченной (заданной или имеющейся) обеспеченности удобрениями? 27. Чем отличается методика разработки общей схемы системы удобрения агроценоза при неограниченных ресурсах удобрений? 28. Что такое баланс питательных элементов, как его определяют и выражают? 29. Как понимать утверждение, что баланс питательных элементов — это прогнозно-экологический показатель продуктивности культур и плодородия почв? 30. Какова методика определения оценок степени соответствия продуктивности культур количеству и качеству удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях? 31. Как определить предельную максимально допустимую дозу удобрения под культурами?

32. Как определить затраты элементов на изменение обеспеченности почв ими?

33. Что вы знаете о балансе гумуса и возможности его регулирования? 34. Каковы причины и способы ежегодной коррекции доз удобрений в общей схеме системы удобрения? 35. Как распределяют в годовых планах по срокам и способам внесения и подбирают лучшие формы конкретных удобрений? 36. Что такое календарный план применения удобрений и зачем он нужен? 37. Когда и как корректируют дозы удобрений по результатам почвенной и растительной диагностики?

38. Что вы знаете об особенностях удобрения озимых и яровых зерновых культур?

39. Каковы особенности удобрения однолетних и многолетних бобовых культур?

40. Что вы знаете об особенностях удобрения крупяных культур (гречихи, проса, риса)? 41. Расскажите об особенностях удобрения картофеля, сахарной свеклы.

42. Что вы знаете об особенностях удобрения кормовых корнеплодов? 43. Каковы особенности удобрения кукурузы? 44. Расскажите об особенностях удобрения прядильных культур (лен, конопля). 45. В чем особенности удобрения подсолнечника? 46. Каковы особенности удобрения капусты белокочанной и цветной? 47. В чем заключаются особенности удобрения огурца и томата? 48. Расскажите об особенностях удобрения столовых корнеплодов (свекла, морковь). 49. Каковы особенности удобрения лука при посадке семенами и луковицами (севком)? 50. Что вы знаете об особенностях удобрения многолетних трав на пастбищах и сенокосах? 51. Каковы особенности удобрения почв при закладке садов и ягодников?

52. Каковы различия удобрения молодых и плодоносящих садов и ягодников?

53. Каковы состав и дозы подкормок в садах и ягодниках? 54. Что вы знаете об удобрении культур в теплицах на почвогрунтах? 55. Каковы состав и свойства поч-вогрунтов? 56. В чем различия удобрения для производства рассады и товарной продукции? 57. Каковы особенности возделывания культур на твердых субстратах? 58. Что вы знаете о гидропонном возделывании культур? 59. Что такое аэро-поника, каковы ее возможности? 60. Что вы знаете о технологии хранения, транспортировки и внесения минеральных удобрений? 61. Что такое агротехнические требования к качеству внесения удобрений? 62. Как определить агрономическую эффективность удобрений? 63. По каким показателям определяют экономическую эффективность удобрений? 64. Что вы понимаете под энергетической эффективностью удобрений и как она определяется?