Основы агрономии

Глава 27 ЗАДАЧИ ПРЕДМЕТА АГРОНОМИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Агрономическая химия изучает взаимодействие между растениями, почвой и удобрениями в процессе питания сельскохозяйственных культур. Под взаимодействием следует понимать процессы воздействия объектов друг на друга, их взаимную обусловленность и порождение одним объектом другого.

Выдающийся русский агрохимик Д. Н. Прянишников основной задачей агрономической химии считал изучение круговорота веществ в земледелии и установление мер воздействия на биохимические процессы в почве и растении, которые повышают урожай, его качество и обеспечивают воспроизводство плодородия почвы. Основным средством воздействия на этот круговорот веществ являются удобрения. Агрономическая химия освещает следующие основные проблемы: химизм плодородия почвы, корневое питание растений, круговорот веществ в земледелии и рациональное применение удобрений.

Содержание предмета агрономической химии Д. Н. Прянишников изобразил в концептуальной модели, представляющей собой треугольник (рис. 32), по вершинам которого расположены основные объекты агрохимии: растение, почва, удобрения, которые соединены стрелками. Стрелки означают взаимодействие растения с почвой и удобрением; почвы — с растением и удобрением; удобрения — с почвой и растением.

На этой схеме выражена диалектическая сущность процессов, изучаемых в агрохимии. Эта наука исследует процессы взаимного влияния трех систем, результатом которых является урожай растений. Задача агрохимии состоит в том, чтобы по возможности управлять этими процессами и выработать практические рекомендации с учетом конкретного растения, свойств почвы, определяющих ее плодородие, характера действия удобрений на почву и растения. Эта наука изучает принципиальные закономерности процессов взаимодействия трех систем, знание которых позволяет предвидеть их течение в конкретных условиях.

Наука агрохимия развивается на основе знаний химии, физики, физиологии растений, микробиологии, почвоведения, земледелия и других наук.

Большой вклад в развитие агрономической химии внесли русские ученые М. Г. Павлов, Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев, П. А. Костычев, А. Н. Энгельгардт, Д. Н. Прянишников, Г1. С. Коссович, К. К. Гердойц, А. В. Петербургский и др.

Удобрениями называют вещества, содержащие необходимые для растений питательные элементы, повышающие биологическую активность в почве, усиливающие мобилизацию питательных веществ в ней и изменяющие ее свойства. С удобрениями в биологический круговорот вносятся дополнительные количества элементов питания растений.

Органические и минеральные удобрения оказывают больщ_0е влияние на химические, физические и биологические свойств почвы, на питание, рост и развитие растений, их устойчивость * неблагоприятным условиям и в итоге на урожай и его качество Удобрения составляют основу химизации земледелия. ’

При выращивании сельскохозяйственных культур происходит отчуждение питательных веществ с урожаем, их потеря с поверхностным стоком, от эрозии почвы и инфильтрации за пределы почвенного профиля. В результате нарушается баланс питательных веществ, снижается плодородие почв и урожайность культур, ухудшается качество продукции. Дефицит биогенных элементов в почве восполняют с помощью удобрений.

Растения, как правило, образуют сухое вещество в процессе фотосинтеза за счет усвоения углекислого газа из воздуха, а воды и минеральных веществ из почвы. В составе сухого вещества растений содержится в среднем 45 % углерода, 42 % кислорода, 7 % водорода. На долю трех элементов, поступающих с водой и двуокисью углерода, приходится 90—94 % сухого вещества растений. Доля азота и зольных элементов, поглощаемых из почвы, составляет 6—10 % сухого вещества. Состав сухого вещества различных органов растений значительно отличается от средних значений (табл. 21).

Хотя доля азота и зольных элементов в сухом веществе невелика, при выращивании культур ощущается дефицит этих элементов, поглощаемых из почвы. Наиболее важными (так называемыми биофильными) питательными элементами являются азот, фосфор и калий.

По количеству усвоенных растениями элементов питания определяют их потребность в питательных веществах, необходимых для получения высоких урожаев. Определяют содержание элементов питания во всех органах растений и во всей массе урожая с единицы площади. Потребление элементов питания выражают в кг на 1 га или в кг на 1 т товарной продукции с соответствующим количеством побочной. При оптимальном содержании и соотношении элементов питания в почве и других факторов жизни растений получают максимально возможные урожаи культур высокого качества.

Все удобрения по химическому составу и происхождению делят на минеральные и органические. Минеральные удобрения в зависимости от количества содержащихся в них элементов питания растений делят на простые — с одним элементом и сложные, содержащие два и более элемента.

Глава 28 АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ

Азот — необходимый элемент для растений, с его участием образуются простые и сложные белки, нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК), имеющие определяющее значение в обмене веществ в организмах. Он входит в состав хлорофилла (хлорофилл «а» — C₅₅H₇₂0₅N₄Mg), фосфатидов, алкалоидов, витаминов, ферментов и других физиологически активных веществ.

Недостаток азота в почве резко ухудшает рост и развитие растений: формируются мелкие листья светло-зеленой окраски, которые постепенно желтеют; стебли вырастают тонкие; ухудшается формирование и развитие репродуктивных органов. При оптимальном азотном питании растения быстро растут, образуют мощные стебли и листья интенсивно-зеленой окраски, повышаются урожайность и содержание белка. Избыточное азотное питание задерживает созревание растений, гипертрофирует вегетативные органы, а урожай плодов и семян при этом снижается. При повышенной концентрации азота, особенно аммиачного, в почвенном растворе могут погибнуть всходы растений.

Промышленность поставляет следующие азотные удобрения:

1. Аммиачно-нитратные.

2. Аммиачные.

3. Нитратные.

4. Амидные.

К аммиачно-нитратным азотным удобрениям относятся аммиачная селитра, известково-аммиачная селитра. Особенностью утих азотных удобрений является содержание азота в аммиачной и нитратной формах.

Аммиачная селитра (нитрат аммония, азотнокислый аммоний — NH4NO3) содержит 34,6 % азота. Это белое кристаллическое вещество, очень гигроскопичное. Для уменьшения слежи-иасмости в него добавляют небольшое количество гипса, каолинита и др., которые придают удобрению желтый оттенок, затем удобрение гранулируют в шарообразную форму диаметром 1—3 мм, упаковывают в бумажные пятислойные мешки, пропитанные битум-автоловой смесью. Хранить аммиачную селитру необходимо в сухом помещении, чтобы удобрение не слеживалось в комки.

При внесении в почву удобрение быстро растворяется. Из раствора нитрата аммония катион NH₄ поглощается быстрее, чем анион NO3, поэтому это удобрение относят к физиологически кислым. В почвенном растворе аммиачная селитра вступает в обменную реакцию с почвенным поглощающим комплексом:

NH*4

[ППК]^Г. ₊2NH₄N0₃ = [nnK]^ + Ca(N0₃)₂

При обменном поглощении аммоний адсорбируется коллоидами почвы, а анион N0₃ образует растворимые соли с вытес-пенными катионами.

В кислых почвах внесение аммиачной селитры в повышенных дозах может вызвать подкисление почвенного раствора, а в елучае локального внесения — создавать очаги с повышенной кислотностью:

н⁺ nh;

[ППК]”*₂. +3NH₄N0₃ = [nnKQ + HNO3 + Ca(N0₃)₂

Н^{+ 4}

Такое подкисление почвенного раствора временно, с поглощением нитратного азота оно нейтрализуется. Однако оно может угнетающе действовать на проростки и всходы растений.

Аммиачная селитра в повышенных дозах на малобуферных Почвах с легким гранулометрическим составом повышает содержание нитратов в растениях. Поедание таких растений животными вызывает нарушение обмена веществ и отравления.

Микрофлора рубца жвачных животных восстанавливает нит. раты до нитритов, которые, всасываясь в кровь, соединяются _с гемоглобином, блокируя его способность снабжать организм ки~ слородом. Повышенная концентрация метгемоглобина в крови приводит к удушью животных, при сильном отравлении приводит к смерти.

Азот внесенной в почву аммиачной селитры частично поглощается почвенной микрофлорой. После отмирания микроорганизмов часть этого азота поглощается растениями, другая часть в процессе гумификации микробного белка превращается в устойчивые к разложению гумусовые вещества. Превращение азота удобрения в органическую форму сильно возрастает при внесении в почву органических материалов (соломы, торфа, соломистого навоза и др.). Азот сложных органических соединений очень медленно минерализируется, и усвоение его растениями уменьшается. Часть нитратного азота удобрений подвергается восстановлению денитрифицирующими бактериями до газообразных продуктов (N₂, NO и др.) и теряется из почвы в атмосферу. В исследованиях агрохимиков с применением изотопа азота ^I5N было установлено, что из внесенного в почву азотного удобрения растения поглощают 50—60 % азота, 15—30% превращается в органическую форму, 10—20 % теряется в газообразной форме.

При промывном водном режиме почвы нитратный азщ’ удобрений может вымываться за пределы почвенного профиля,! грунтовые воды. Использование азота удобрений растениями | среднем составляет 70—80 % от внесенного количества.

Для повышения эффективности аммиачной селитры на кмф лых почвах нужно смешивать ее с фосфоритной мукой, изв# стью, доломитом, проводить известкование почв. На почвах с промывным водным режимом это удобрение лучше вносить под предпосевную обработку почвы, в рядки при посеве в дозе 10 кг/га, в лунки при посадке картофеля и овощных культур, в подкормки при уходе за посевами. Аммиачная селитра — эффективное удобрение для ранневесенней подкормки озимых культур. На почвах с непромывным водным режимом аммиачную селитру можно вносить с осени под основную обработку почвы.

К аммиачным удобрениям относятся сульфат аммония, хлористый аммоний, жидкий аммиак, аммиачная вода.

Сульфат аммония (сернокислый аммоний — (NH₄)₂S0₄ содержит 20—21 % азота в аммиачной форме, 23—24 % серы. По внешнему виду это кристаллическая соль белого цвета. Органи-чсские примеси придают соли серую или красноватую окраску. Сульфат аммония хорошо растворяется в воде, малогигроскопи-_чСн и не слеживается при хранении в сухом помещении.

Сернокислый аммоний быстро растворяется в почвенной ₁₅одс и мгновенно вступает в обменные реакции с катионами П Г1К (почвенно-поглощающего комплекса):

nh;

[ППК]^;; + (NH₄)₂S0₄ = [ППК]™‘ + CaS0₄

Поглощенный аммоний менее подвижен, не вымывается при фильтрации воды, но хорошо усваивается растениями.

В процессе биологического окисления азота сернокислого аммония (нитрификации) образуются азотная и серная кислоты, которые подкисляют почвенный раствор. Подкисление почвенного раствора дополняется и физиологической кислотностью этого удобрения, так как растения быстрее и больше поглощают катион NHJ, чем анион SO4".

Подкисление происходит заметнее на кислых почвах, бедных органическим веществом, с малым количеством катионов кальция в ППК. На почвах с большим количеством органического вещества и кальция подкисление малозаметно. Только длительное применение сульфата аммония в больших дозах может вызвать сильное подкисление почвенного раствора. Эта кислотность нейтрализуется кальцием с образованием бикарбонатов на черноземах и каштановых почвах, богатых гумусом и обладающих большой буферностью.

Для повышения эффективности сульфата аммония его лучше вносить с осени под основную обработку почвы как основное Удобрение. Перед внесением в почву его полезно смешивать с известняком, молотым мелом, фосфоритной мукой и др. Кислые почвы необходимо известковать, вносить высокие дозы органических удобрений.

Нецелесообразно вносить сульфат аммония локально, особенно в рядки при посеве. Локализация аммиачного азота в почве затрудняет его поглощение растениями в начале их роста.

Сульфат аммония целесообразно вносить под культуры, которые менее чувствительны к подкислению почвенного раствори: овес, озимая рожь, лен, картофель, брюква и др. Хорошие Результаты от внесения аммиачных удобрений получают на орошаемых участках.

Хлористый аммоний — NH₄C1 — содержит 24—25 % азота ц 66,6 % хлора. Удобрение хорошо растворяется в воде, малогигроскопично, не слеживается. Содержащийся в удобрении хлор оказывает отрицательное влияние на качество урожая картофеля, льна, табака, винограда, лука, капусты и др. Под эти культуры лучше вносить сульфат аммония.

Мероприятия по повышению эффективности хлористого аммония сходны с применением сульфата аммония. Но хлористый аммоний не следует вносить под чувствительные к хлору культуры. Вносить нужно с осени, чтобы ионы хлора частично вымывались в глубокие горизонты почвы до посева культур.

К жидким азотным удобрениям относятся жидкий аммиак, аммиачная вода. Безводный сжиженный под давлением аммиак (NH₃) содержит 82,3 % азота. По внешнему виду это бесцветная жидкость, обладает высокой упругостью паров (при t= 10 °С давление равно 5,2 атм). Хранить и перевозить его необходимо в специальных цистернах, выдерживающих давление >20 атм. Применение жидкого аммиака ограниченно, потому что нужно иметь специальное оборудование для его хранения и внесения.

Аммиачная вода — раствор аммиака в воде. Содержит 20,5 fo азота (25%-ный аммиак) или 16,4% азота (20%-ный аммиак^ Азот находится в форме свободного аммиака (NH₃) и аммоний (NH₄OH). Упругость паров невысокая (25%-ный раствор аммиак ка при 40 °С имеет давление 0,15 атм). Аммиачная вода не вызь# вает коррозию черных металлов, ее можно хранить и перевозит! в герметичных резервуарах из обычной стали с невысоким дав*-лением — 0,4 атм. *

Аммиачная вода вносится в почву специальными машинами, обеспечивающими немедленную заделку на глубину 10—12 см на тяжелых почвах и до 18 см на легких во избежание улетучивания аммиака. Под все культуры удобрение вносят с осени под основную обработку почвы. При внесении аммиачной воды в почву аммиак адсорбируется коллоидами. Постепенно азот аммиака нитрифицируется и мигрирует с почвенным раствором. Скорость и полнота поглощения аммиака почвой зависит от содержания гумуса, гранулометрического состава и влажности почвы, способа и глубины заделки в почву. На тяжелых, богатых органическим веществом и влажных почвах аммиак меньше испаряется, поглощается быстрее и полнее, чем на песчаных, бедных гумУ" сом. По влиянию на урожай растений аммиачная вода приравнИ' вается к твердым аммиачно-нитратным удобрениям.

К нитратным удобрениям относятся натриевая селитра, кальциевая селитра.

Натриевая селитра (нитрат натрия, азотнокислый натрий — NaN0₃) содержит 15—16 % азота и 26 % натрия. Это мелкокристаллическая соль белого или серого цвета, хорошо растворяется и воде, гигроскопична. При хранении в бумажных мешках со специальной пропиткой в сухих помещениях сохраняет рассыпчатость. Физиологически это щелочное удобрение.

Нитратный азот селитры не поглощается почвой и может вымываться при промывном водном режиме. Вносить удобрение нужно весной под предпосевную обработку почвы и в подкормки.

Натриевая селитра более эффективна при внесении под корнеплоды, что связано с положительным влиянием натрия на отток углеводов из листьев в корни, на повышение содержания сахаров.

Нецелесообразно использовать селитру на орошаемых участках и нельзя вносить на засоленных почвах.

Кальциевая селитра (нитрат кальция, азотнокислый кальций — Ca(N0₃)₂) содержит 13—15% азота. Удобрение хорошо растворяется в воде, сильно гигроскопично, при присоединении паров воды образует четырехводную соль Ca(N0₃)₂ • 4Н₂0, содержащую 14,86 % азота. Хранят кальциевую селитру во влагонепроницаемых мешках. Более эффективна на кислых почвах. При систематическом внесении происходит пополнение ППК кальцием, снижается кислотность почвы:

н⁺

[ППК]"! + 2Ca(N0₃)₂ = [ППК]£Х! +4HN0₃

н⁺

Вносить кальциевую селитру лучше под предпосевную обработку почвы и в подкормки озимых весной.

К амидным удобрениям относятся мочевина (карбамид) — CO(NH ₂)₂, цианамид кальция — CaCN₂.

Карбамид — CO(NH₂)₂ — кристаллический порошок белого Ц^ета, содержит 46 % азота в амидной форме — это концентрированное удобрение. Хорошо растворяется в воде, гигроскопично, может слеживаться. Промышленность выпускает карбамид в Аннулированном виде (гранулы — 1—3 мм). Гранулированный Арбамид при хранении в сухом помещении не слеживается, хорошо рассеивается при внесении в почву, это одно из лучщ_Их азотных удобрений.

Внесенный в почву карбамид хорошо растворяется и з_а 2—3 дня аммонифицируется аэробными уробактериями до углекислого аммония:

CO(NH₂)₂ + Н₂0 = (NH₄)₂C0₃

Углекислый аммоний гидролизуется с образованием бикарбоната аммония и водного раствора аммиака (NH₄OH). Образующийся аммоний поглощается ППК и постепенно усваивается растениями.

Карбамид применяют перед посевом под все сельскохозяйственные культуры, для подкормки озимых и пропашных культур.

Мочевину нецелесообразно вносить в рядки при посеве зерновых культур, так как возможно отрицательное действие свободного аммиака на прорастающие зерна. Из-за высокого содержания азота в карбамиде его нужно равномерно распределять при внесении и немедленно заделывать в почву во избежание потерь азота в форме аммиака.

Цианамид кальция — CaCN₂, содержит 20—22 % азота. Заводской технический цианамид содержит примеси: СаО — 20—28 %, уголь — 9—12 %, кремневую кислоту, окиси железа, алюминия. Это порошок темно-серого или черного цвета, сильно пылит при рассеве, при попадании в глаза и дыхательные пути вызывает воспаление. В качестве удобрения почти не применяется: его используют для предуборочного удаления листьев у хлопчатника, подсолнечника на семена и других растений. ,

Растворы аммиачной селитры и карбамида в воде (КАС) не содержат свободного аммиака, поэтому при их поверхностном внесении отсутствуют потери азота. В состав карбамидо-аммиач^ ной селитры можно добавлять микроэлементы в виде солей ко* бальта, бора, меди, молибдена и др. до 0,1 %, гербициды, ретар^-данты. /

КАС — светло-желтая жидкость с плотностью 1,25—1,35 г/см³, с содержанием азота от 25 до 30 %. Хранят КАС' в металлических или бетонных емкостях, перевозят в автоцистернах, вносят штанговыми опрыскивателями. Растворы КАС можно вносить с оросительной водой дождевальными установками.

Азотные удобрения оказывают решающее влияние на повышение урожаев всех сельскохозяйственных культур на большин-_сГне типов почв. Каждая тонна азота, внесенного с удобрениями, может обеспечить дополнительно 10—15 т зерна, 20—30 т многолетних трав, 30—40 т корней сахарной свеклы, 2 т льноволокна с улучшением качества урожая — повышением белка в зерне и кормах.

Эффективность азотных удобрений выше на бедных азотом почвах при достаточном увлажнении, особенно при орошении. На почвах с коэффициентом увлажнения <1 эффективность азотных удобрений снижается. Азотные удобрения повышают эффективность фосфорных и калийных удобрений при их совместном внесении.

Глава 29 ФОСФОРНЫЕ УДОБРЕНИЯ

Окисленные соединения фосфора необходимы всем живым организмам. Фосфорная кислота входит в состав нуклеиновых кислот, содержание фосфора в которых доходит до 20 % (в расчете на Р₂0₅). Фосфор содержится в других органических веществах растений — фитине, лецитине, сахарофосфатах. В фитине содержится 27,5 % Р₂0₅. Его больше накапливается в семенах, особенно у бобовых и масличных культур — до 2 % массы сухого вещества, в зернах злаков до 1 %. Лецитины и другие фосфатиды входят в состав фосфолипидных мембран, регулирующих проницаемость клеточных органелл в цитоплазме всех клеток растений. Сахарофосфаты участвуют в процессе дыхания растений, биосинтезе сложных углеводов, в процессе фотосинтеза.

Особая роль принадлежит макроэргическим соединениям, в состав которых входит фосфор (АТФ, АДФ и др.). При гидролизе этих соединений величина свободной энергии достигает 60 кДж на 1 моль. АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) является главным акцептором энергии, выделяющейся при разложении органических веществ в клетках, переносчиком и поставщиком энергии, необходимой для синтеза белков, жиров, крахмала, аминокислот и других веществ.

Фосфора в растениях в 2—3 раза меньше, чем азота. Содержится он в основном в плодах и семенах, его количество выражают в расчете на пятиокись Р₂0₅ или пересчитывают на фосфор — Р.

Фосфор оказывает большое влияние на рост и развитие pacj тений. Оптимизация фосфорного питания повышает урожаи

культур и его качество. У зерновых культур увеличивается доля зерна в массе всего урожая, в зерне накапливается больше крахмала, в корнеплодах повышается содержание сахаров. У прядильных культур формируется длинное тонкое и крепкое волокло. Фосфор ускоряет развитие культур, повышает зимостойкость озимых культур и многолетних трав, особенно бобовых, увеличивает прочность стеблей и устойчивость хлебных злаков к полеганию.

При недостатке фосфора замедляется синтез белка и сахаров, листья растений приобретают синеватый и бронзовый оттенки, вырастают мелкими и узкими, края их загибаются кверху. Рост растений замедляется, задерживается созревание урожая. При избытке фосфора он накапливается в минеральной форме, особенно в вегетативных органах растений. В этом случае возможно преждевременное созревание и снижение величины урожая.

Фосфаты особенно интенсивно поглощаются растениями в начальные периоды роста. Оптимальное фосфорное питание растений в начальные фазы создает резерв фосфатов, который может распределяться между органами растений в последующие периоды роста. Поэтому снижение уровня питания фосфатами в последующие периоды не снижает урожай и его качество. Если же недостаток фосфатов бывает в начале роста растений, то улучшение питания фосфором в последующие фазы не исправляет это отрицательное влияние, происходит снижение урожая и его качества. Фосфорное голодание растений в начале их роста обусловливает слабое использование азота и зольных элементов, которое не улучшается даже при оптимальном последующем питании.

Ежегодно фосфор выносится из почвы с урожаями сельскохозяйственных культур, почва обедняется фосфатами, вследствие чего снижаются продуктивность и качество урожая. Вынос фосфора из почвы с урожаем сельскохозяйственных культур выражают в килограммах пятиокиси Р₂0₅ на 100 кг товарной продукции с соответствующим количеством побочной. Примерные Цифры выноса фосфора с урожаями приведены в табл. 22.

При урожайности зерна яровой пшеницы 2 т/га вынос фосфора из почвы составит 24 кг/га. Для того чтобы урожайность последующих культур не только не снижалась, но и повышалась, необходимо в почву вносить фосфаты в виде удобрений. Поддержание фосфатного питания растений на оптимальном уровне 11 - 7126 Евтефеев

необходимо и для повышения качества продукции, устойчивости культур к вредителям и болезням.

Наибольшее распространение получила первая группа фос- % форных удобрений. Сырьем для производства фосфорных удоб- '■> рений служат изверженный минерал — апатит — Ca₅(P0₄)₃F % и осадочные фосфориты. При переработке апатита и фосфоритов фосфаты переводятся в однозамещенные, доступные для растений.

Однозамещенные фосфаты

1. Простой суперфосфат порошковидный — Са(Н₂Р0₄)₂ • Н₂0. Из апатита получают простой суперфосфат — порошок светло-серого цвета с содержанием цитратно-растворимой пятиоки-си фосфора Р₂0₅ не менее 19 %. В простом суперфосфате присутствует свободная фосфорная кислота 5—5,5 %, которая обусловливает его повышенную кислотность и гигроскопичность. Для снижения кислотности в суперфосфат добавляют известь или фосфоритную муку. В массе удобрения содержится до 40 % сульфата кальция (CaS0₄).

При внесении в почву монофосфат превращается в двузаме-щенные и трехзамещенные фосфаты кальция:

Са(Н₂Р0₄)₂ + Са(НС0₃)₂ = 2СаНР0₄ • 2Н₂0 + 2СО, Са(Н₂Р0₄)₂ + 2Са(НС0₃)₂ = Са₃(Р0₄)₂ + 4Н₂0 + 4С0₂

Образование дву- и трехзамещенного фосфата кальция в нейтральных, насыщенных основаниями почвах обусловливает химическое поглощение фосфорной кислоты суперфосфата, ограничивает его перемещение в почве и вымывание в грунтовые воды. Свежеосажденные дву- и трехзамещеные фосфаты кальция растворяются в слабых кислотах почвенного раствора и поглощаются растениями.

В кислых почвах, содержащих полуторные окислы, образуются труднодоступные для растений фосфаты железа и алюминия:

Са(Н₂Р0₄)₂ + 2А1(ОН)₃ = 2А1Р0₄ + Са(ОН)₂ + 4Н₂0

Значительное количество аниона фосфорной кислоты (Н₂Р0₄) поглощается ППК в обменной форме не только в нейтральных, но и в кислых почвах. Это имеет большое значение для питания растений, так как обменно-поглощенные ионы фосфорной кислоты по доступности приравниваются к водорастворимым фосфатам. Фосфатные анионы, адсорбированные твердой фазой почвы, хорошо вытесняются анионами бикарбоната (НС0₃), лимонной, муравьиной, щавелевой и других кислот. Растения при дыхании выделяют через корни углекислый газ, который в почвенном растворе образует угольную кислоту, диссорциирующую на ионы Н* и HCOJ. Последний обменивается с ППК на анион Н₂РС>4. Органические и минеральные кислоты образуются в почве и при разложении органических веществ микроорганизмами, так что анионов десорбции фосфатов в почве достаточно, что обеспечивает хорошую доступность обменно-поглощенной фосфорной кислоты для растений. Однако обменно-адсорбированные фосфат-ионы, обмениваясь с почвенным раствором, постепенно превращаются в химически осажденные, снижается их растворимость и доступность для растений.

Для уменьшения химического поглощения фосфат-ионов из порошковидного суперфосфата нужно его вносить локально (в рядки при посеве, в лунки при посадке и т. д.). Уменьшение контакта суперфосфата с почвой достигается при его гранулировании.

2. Гранулированный суперфосфат производят из порошковидного путем формирования гранул диаметром от 1 до 4 мм. Его готовят из лучшего апатита, он содержит меньше влаги (1—4 %) и до 22 % усвояемой Р₂0₅. Свободной фосфорной кислоты в нем меньше (до 2,5 %). Меньше слеживается, легко рассеивается при внесении в почву, его можно смешивать с семенами только непосредственно перед посевом для внесения в рядки в небольших дозах (10—12 кг Р₂0₅ на 1 га). По действию гранулированный суперфосфат намного эффективнее порошковидного. Наиболее рациональным является локальное внесение этого удобрения.

3. Концентрированный (двойной) суперфосфат содержит до 40 % Р₂0₅. Содержание в простом суперфосфате сульфата кальция (до 40 %) увеличивает расходы на упаковку, перевозку и внесение. Содержащийся в удобрении гипс полезен только на солонцеватых почвах и на бедных сульфатами дерново-подзолистых почвах для бобовых и капустных культур, потребляющих больше серы. На большинство других культур гипс не оказывает положительного влияния и поэтому является балластом в простом суперфосфате.

Для повышения процента действующего вещества в суперфосфате фосфориты сначала обрабатывают избыточным количеством серной кислоты. Серная кислота разлагает трехкальциевый фосфат с образованием фосфорной кислоты, сульфата кальция и фтористого водорода. Образующуюся фосфорную кислоту отфильтровывают от гипса и используют ее для обработки новой порции высокопроцентного сырья, получая концентрированный суперфосфат с небольшим количеством примесей:

[Са₃(Р0₄)₂]₃ • CaF₂ + 14Н₃Р0₄ + ЮН₂0 =

= ЮСа(Н₂Р0₄)₂ • Н₂0 + 2HF

Такой суперфосфат называют двойным. Этот экстракционный способ получения фосфорной кислоты намного дороже, поэтому двойного суперфосфата выпускается мало. Действие двойного суперфосфата на урожай одинаково с простым, но при его использовании сокращаются расходы на перевозку и внесение. Нго целесообразно применять для локального внесения, это лучшее фосфорное удобрение.

4. Суперфос — фосфорное удобрение, получаемое при неполном разложении фосфоритов фосфорной кислотой, содержит до 38 % Р₂0₅, из них 19 % —легкодоступных фосфатов. По эффективности он уступает двойному суперфосфату.

Двузамещенные фосфаты

1. Преципитат — двузамещенный фосфат кальция (СаНР0₄ • 2Н₂0) — порошок белого или светло-серого цвета, содержит от 25 до 35 % Р₂0₅ в зависимости от качества фосфатного сырья, малогигроскопичен, не слеживается, хорошо рассеивается при внесении, растворяется в лимоннокислом аммонии, доступен для растений.

Получают преципитат нейтрализацией фосфорной кислоты известковым молоком:

Н₃Р0₄ + Са(ОН)₂ = СаНР0₄ • 2Н₂0

Вносят в почву как основное удобрение, заделывая на глубину вспашки. Растения начинают поглощать фосфор преципитата только при наличии хорошо развитой корневой системы. Молодые проростки и всходы не могут усваивать нерастворимый в воде двузамещенный фосфат кальция. Преципитат целесообразнее вносить в кислые почвы, в которых он может превосходить Действие суперфосфата.

2. Обесфторенный фосфат — фосфорное удобрение, получаемое путем прокаливания фосфатного сырья при температуре 1400—1450 °С в присутствии водяных паров. При такой переработке из апатита и фосфоритов удаляется фтор. Из апатита получают обесфторенный фосфат, содержащий 30—32 % Р₂0₅; из фосфоритов — 20—22 %. Эти фосфаты растворимы в 2%-ной лимонной кислоте. По эффективности при внесении в основное удобрение обесфторенный фосфат приравнивается к суперфосфату. Его можно использовать для минеральной подкормки.

3. Томасшлак, мартеновский фосфатшлак — отходы металлургической промышленности, получаемые при переработке железных руд, содержащих фосфор. При плавке руд для связывания фосфорного ангидрида добавляют известняк, получая тетракальциевый фосфат — 4СаО • Р₂0₅ с содержанием 8—16 % Р₂0₅ в зависимости от примесей: алюминия, железа, ванадия, магния, марганца, молибдена и др. Отделенный шлак размалывают и в виде порошка вносят в почву. Используют в качестве основного удобрения, добиваясь максимальной эффективности от его внесения на кислых почвах.

Трехзамещенные фосфаты

1. Фосфоритная мука — фосфорное удобрение для кислых почв, содержит фосфор в основном в форме Са₃(Р0₄)₂ и различные примеси. Пятиокиси (Р₂0₅) содержит 19—25 %. Удобрение получают размолом фосфоритов до муки, тонина которой до 0,18 мм. Таких частиц в муке должно быть не менее 80 %. Это удобрение нерастворимо в воде и слабых кислотах, фосфориты начинают разлагаться в почве при потенциальной кислотности не ниже 2,5 мг • экв на 100 г почвы. Чем выше кислотность почвы, тем эффективнее фосфоритная мука. Действие этого удобрения зависит от общей величины поглотительной способности почвы и степени насыщенности основаниями. При низкой насыщенности почвы основаниями (ниже 70 %) и выраженной потенциальной кислотности действие фосфоритной муки эффективно.

В почве легче разлагается фосфоритная мука из аморфных фосфоритов. Чем меньше тонина помола, тем больше их удельная поверхность, тем лучше контакт с ППК, содержащим ионы водорода, с кислотами почвенного раствора, которые превращают фосфориты в растворимые формы. Внесение совместно с фосфоритной мукой физиологически кислых удобрений (NH₄CI, (NH)₂S0₄ и др.) повышает ее эффективность. Некоторые культуры (люпин, гречиха, горчица) усваивают фосфор из фосфоритной муки на слабокислых и нейтральных почвах. Эффективность фосфоритной муки возрастает в компостах с кислым торфом при соотношении торфа к муке 100 : 1. Фосфоритную муку используют для приготовления торфонавозных и навозофосфоритных компостов.

Для повышения эффективности фосфоритной муки ее нужно вносить в качестве основного удобрения с осени под вспашку на глубину не менее 14—16 см. Глубина заделки основного фосфорного удобрения имеет большое значение, потому что анионы фосфорной кислоты перемещаются в почве незначительно. При поверхностном внесении основного удобрения фосфаты будут находиться в сухом слое почвы и будут малоэффективны. Исключение составляет рядковое локальное внесение малых доз суперфосфата для усиления первоначального роста всходов растений.

Глава 30 КАЛИЙНЫЕ УДОБРЕНИЯ

Калий в растениях содержится в основном в цитоплазме и вакуолях только в ионной форме. Он не входит в состав органических соединений клеток, но без его участия не происходит фотосинтез. Около 80 % калия находится в клеточном соке растений и легко вымывается водой, остальные 20 % удерживаются коллоидами цитоплазмы в обменно-поглощенном состоянии. Калий усиливает гидратацию коллоидов цитоплазмы клеток, что повышает водоудерживающую силу и засухоустойчивость растений.

Калий повышает осмотическое давление клеточного сока, что способствует повышению холодоустойчивости и зимостойкости растений. От его наличия зависит интенсивность синтеза белков и углеводов в растениях. При недостатке калия снижается продуктивность фотосинтеза, уменьшается отток органических веществ из листьев в другие органы растений. Калий увеличивает накопление крахмала в клубнях картофеля, сахарозы в сахарной свекле, моносахаридов в плодовых и овощных культурах. Под влиянием этого элемента усиливается синтез высокомолекулярных углеводов (целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ), утолщаются клеточные оболочки, в результате чего повышается устойчивость растений к полеганию, у прядильных культур улучшается качество волокна.

Калий катализирует деятельность ферментов, усиливает синтез некоторых витаминов (тиамина, рибофлавина), регулирует деятельность замыкающих клеток устьиц листьев растений. Содержание калия в клетках значительно больше, чем других катионов, его концентрация в клеточном соке в 100 и более раз превышает концентрацию в почвенном растворе. От содержания калия в клетках зависит интенсивность роста растений.

При недостатке калия тормозится деление и рост клеток, нарушается метаболизм (ослабление активности ферментов, нарушение углеводного и белкового обменов). При низком уровне калийного питания растения больше поражаются болезнями, снижается сохранность урожая, особенно корнеплодов.

При недостатке калийного питания старые листья начинают преждевременно желтеть по краям, приобретают бурую окраску с ржавыми пятнами. Постепенно листья по краям отмирают и крошатся. Из старых листьев калий перемещается в молодые, т. е. используется повторно, способен к реутилизации.

Потребность в калии у сельскохозяйственных культур различна. Корнеплоды, клубнеплоды, овощные культуры, подсолнечник на единицу сухого вещества урожая потребляют значительно больше калия по сравнению с зерновыми культурами. Соотношение N : Р₂0₅: К₂0 у этой группы культур — 3,5 : 1 : 4,5, а у зерновых — 2,0—3,0 : 1 : 2—3,5. Содержание калия в растениях, почвах и удобрениях выражают в пересчете на его оксид — К₂0. Средний вынос калия с урожаем сельскохозяйственных культур на 1 т товарной продукции с соответствующим количеством побочной составляет у зерновых культур 25—30 кг; картофеля — 7—10; сахарной свеклы — 6,7—7,5; овощных культур —

4—5; многолетних трав в сене — 20—24 кг.

У зерновых культур в зерне содержится 15 %, а в соломе 85 % от всего количества калия в урожае. В клубнях картофеля до 95 %, а в ботве до 5 % от общего выноса калия с урожаем. Чем больше калия содержится в товарной части урожая, тем больше его отчуждается из биологического круговорота в хозяйстве, почвы обедняются доступными формами калия.

Общие запасы калия в почвах значительно больше, чем азота и фосфора, но водорастворимых солей и обменного калия часто бывает недостаточно для питания растений, поэтому внесение калийных удобрений повышает урожайность культур и качество продукции.

Сырьем для производства калийных удобрений являются природные калийные соли, залежи их в России сосредоточены в Пермской области — Верхнекамское месторождение, которое

образовалось в результате высыхания древнего Пермского мор_я Заволжское месторождение. Единственными крупными центра’ ми производства калийных удобрений в России являются Соли камск и Березники. '

Калийные удобрения делят на хлоридные и сульфатные Сырьем для производства хлоридных удобрений служит сильвинит — смесь сильвина (КС1) и галита (NaCl) с содержанием К₂0 12—15 %. Сульфатные удобрения получают из пород содержащих минералы: каинит (КС1 • MgS0₄ • 2Н₂0), шенит (K₂S0₄ • MgS0₄ • 6Н₂0), лангбейнит (K₂S0₄ • 2MgS0₄) и др.

Хлористый калий (хлорид калия, КС1) — мелкокристаллический порошок розового или серого цвета. Содержит 53—60 % К₂0, слеживается при хранении. Гранулированный КС1 с размерами гранул от 1 до 3 мм меньше слеживается и хорошо рассева-ется при внесении. Это хлоридное калийное удобрение составляет 80—90 % производства калийных удобрений в России.

Сернокислый калий (сульфат калия, K₂S0₄) — мелкокристаллический порошок белого цвета или с темноватым оттенком, содержит 46—50 % К₂0.

Калимагнезия (K₂S0₄ • MgS0₄) — серовато-розоватые гранулы неправильной формы с содержанием 29 % К₂0 и 9 % MgO. Удобрение не слеживается, перевозится в бумажных мешках или насыпью.

Сернокислый калий и калимагнезия являются лучшими калийными удобрениями для чувствительных к хлору культур (картофель, лен).

Калийная соль 40%-ная (КС1 + NaCl) — смесь хлористого калия с размолотым сильвинитом — кристаллический порошок серого цвета с включением розовых гранул, содержит 40 % К₂0. При хранении слеживается, перевозится насыпью без тары. Калийную соль 40%-ную целесообразно вносить как основное удобрение под большинство культур, за исключением картофеля. Более эффективна при внесении под корнеплоды, отзывчивые на натрий.

Калийные удобрения хорошо растворяются в почвенной влаге, быстро вступают во взаимодействие с ППК, поглощаются о -менно и фиксируются необменно. Катионы калия при обменном поглощении вытесняют из ППК эквивалентное количество других катионов: кальция, магния, алюминия и др. В результа ^ обменных реакций в почвенном растворе образуется соляная ^кИ

о та от хлоридных удобрений и серная — от сульфатных. Все ,_1ЛИйныс удобрения являются физиологически кислыми, так _как из почвенного раствора больше поглощается катион калия, _чем анионы СГ или SO4. Поэтому на кислых почвах эффективность калийных удобрений невысока.

Необменное поглощение калия сильно выражено у глинистых минералов монтмориллонитовой группы с трехслойной решеткой и группы гидрослюд, особенно у вермикулита. Чем больше в почве минералов монтмориллонитовой группы и гидрослюд, тем сильнее выражена в ней фиксация калия, достигающая больших величин. Фиксированные необменно катионы калия труднодоступны для растений. Гранулирование калийных удобрений значительно снижает необменное поглощение калия коллоидами.

Внесенный с удобрениями, калий быстро поглощается коллоидами почвы и очень незначительно мигрирует по почвенному профилю, не выщелачиваясь глубже 40—60 см, он остается в корнеобитаемой зоне. Поэтому калийные удобрения нужно заделывать на глубину пахотного слоя, где больше влаги и размещается основная масса корневой системы растений. При поверхностном внесении эффективность калийных удобрений снижается, так как верхний слой почвы часто высыхает, в нем больше выражена фиксация калия. Заблаговременное внесение хлоридных калийных удобрений с осени под основную обработку увеличивает вымывание хлора в глубокие горизонты почвы, что снижает отрицательное влияние на чувствительные к нему культуры. Многолетние опытные данные свидетельствуют о том, что 100 кг К₂0 внесенных калийных удобрений обеспечивают следующие средние прибавки: зерна — 0,2—0,3 т/га; картофеля — 2—3; сахарной свеклы — 3—4; сена трав — 2—3 т/га.

Глава 31 МИКРОУДОБРЕНИЯ

Микроэлементами называют химические элементы, необходимые для питания растений и содержащиеся в них в тысячных или стотысячных долях процента массы сухого вещества. К ним относят молибден, марганец, бор, медь, цинк, кобальт, йод, железо и др. Микроэлементы локализуются в молодых растущих органах растений, больше их в листьях, чем в стеблях и корнях. В листьях микроэлементы больше сосредоточены в хлоропластах.

Микроэлементы участвуют в окислительно-восстановительных процессах, углеводном и азотном обменах, повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным условиям внешней среды. Под влиянием микроэлементов в листьях повышается содержание хлорофилла, улучшается фотосинтез и обмен веществ во всем растении. Некоторые из них входят в состав ферментов и витаминов. Микроэлементы оказывают большое влияние на поглощение растениями макроэлементов — азота, фосфора, калия и др.

Бор содержится в растениях в среднем 0,0002 %, что составляет примерно 2 мг на 1 кг сухого вещества. Бор сосредоточен больше в цветках растений, особенно в столбиках и рыльцах. Он усиливает рост пыльцевых трубок, прорастание пыльцы, увеличивает количество цветков и плодов. В вегетативных органах бора больше в клеточных оболочках. Бор улучшает углеводный и белковый обмены в растениях.

При недостатке бора нарушается синтез, превращение углеводов, оплодотворение и плодоношение. Внесение этого элемента в почвы с его недостатком повышает урожай культур на 10—15 % и его качество. Например, урожай соломки льна увеличивается на 0,2—0,3 т/га, сахарной свеклы — на 4,5 т/га, содержание сахара в корнях — на 0,3—2 %.

Марганец содержится в растениях в среднем 0,001 %, или 10 мг на 1 кг сухого вещества, основное его количество находится в листьях, в хлоропластах. Он обладает высоким окислительно-восстановительным потенциалом, участвует в реакциях биологического окисления, в фотосинтезе, увеличивает содержание сахаров, хлорофилла, усиливает интенсивность дыхания. Марганец повышает водоудерживающую способность тканей, влияет на плодоношение растений.

При остром недостатке марганца наблюдаются хлорозы, серая пятнистость злаков, возможно полное отсутствие плодоношения у растений. Внесение марганца в почвы с низким содержанием этого элемента повышает урожайность зерновых культур на 0,2—0,3 т/га, сахарной свеклы — на 1 — 1,5 т/га, сахаристость корней — на 0,2—0,6 %.

Медь содержится в растениях в среднем около 0,0002—0,0004 %, или 2—4 мг на 1 кг сухого вещества. Меди больше всего в семенах и в точках роста растений. В листьях медь содержится в основном в хлоропластах, входит в состав белков и ферментов.

Недостаток меди приводит к задержке роста, хлорозу, увяданию растений. При остром дефиците меди у злаковых культур происходит побеление кончиков листьев, не развивается колос. Внесение медных удобрений на почвах, бедных этим элементом — заболоченных и с легким гранулометрическим составом, обеспечивает прибавки зерновых культур 0,2—0,5 т/га.

Цинк содержится в растениях в среднем около 0,002—0,003 %, или 20—30 мг на 1 кг сухого вещества. Цинк влияет на утилизацию фосфора в растениях, при его недостатке замедляется превращение неорганических фосфатов в органические формы, снижается содержание фосфора в составе нуклеотидов, липидов и нуклеиновых кислот. Цинк входит в состав некоторых ферментов и участвует в процессе фотосинтеза растений.

При недостатке цинка в растениях уменьшается содержание сахарозы и крахмала, увеличивается накопление органических кислот, нарушается синтез белка, накапливаются небелковые соединения азота: амиды, аминокислоты. Для всех растений характерна задержка роста при цинковом голодании.

Кобальт составляет в растениях в среднем 0,00002 %, или 0,2 мг на 1 кг сухого вещества. Больше кобальта содержится в клубеньках на корнях бобовых растений, в генеративных органах, он накапливается в пыльце и ускоряет ее прорастание. Кобальт входит в состав витамина В₁₂, участвует в синтезе ДНК и в делении клеток, в реакциях окисления-восстановления. Он оказывает положительное влияние на размножение клубеньковых бактерий и на азотофиксирующую систему.

Снижение содержания кобальта в кормах менее 0,07 мг на 1 кг сухого вещества приводит к заболеваниям животных.

Внесение кобальтсодержащих удобрений повышает урожай и его качество. Например, на дерново-подзолистых почвах кобальтовые удобрения повышают урожайность семян люпина на 0,12 т/га, зеленого корма — на 6,5 т/га.

Молибден. Содержание этого элемента в бобовых растениях колеблется от 0,7 до 20 мг, в злаковых растениях — от 0,2 до 1,0 мг на 1 кг сухого вещества. Молибден концентрируется в молодых растущих органах, больше в листьях, особенно в хлоропластах. Он входит в состав ферментов нитратредуктазы, нитро-геназы, участвует в азотном обмене растений, процессе биологической фиксации азота атмосферы клубеньковыми бактериями в симбиозе с бобовыми растениями.

Молибден участвует в биосинтезе нуклеиновых кислот, процессах фотосинтеза и дыхания, улучшает азотное питание бобовых культур, повышает эффективность фосфорных и калийных удобрений.

При резком дефиците молибдена замедляется рост растений, не развиваются клубеньки на корнях бобовых растений, листья становятся бледно-зелеными, листовые пластинки деформируются и преждевременно отмирают.

Применение молибдена на почвах с недостаточным его содержанием повышает урожай растений, усиливает синтез белков, снижает накопление нитратов в количествах, токсичных для животных и человека при внесении высоких доз азотных удобрений.

Внесение молибдена на серых лесных почвах и выщелоченных черноземах обеспечивает средние прибавки семян гороха — 0,26 т/га, сена клевера — 1,3 т/га.

Микроудобрениями называют вещества, содержащие химические элементы, необходимые для питания растений, в очень малых количествах, от тысячных до стотысячных долей процентов от массы сухого вещества растений. В сельском хозяйстве применяются борные, марганцевые, медные, цинковые, кобальтовые и молибденовые микроудобрения.

Борсодержащие удобрения

1. Борная кислота (Н₃В0₃) содержит 17 % бора. Ее применяют для некорневой подкормки растений при концентрации 1 г на 1 л воды. На 1 га расходуют 500—600 л раствора при подкормке семенных посевов многолетних трав, овощных и плодово-ягодных культур. Для предпосевной обработки семян применяют 100 г борной кислоты на 100 кг семян.

2. Бура — кристаллическая соль борной кислоты (Na₂B₄0₇- ЮН₂0), содержит 11 % бора.

3. Бормагниевая соль (Н₃В0₃ • MgS0₄) содержит 3—5 % бора и 70—75 % сульфата магния. Применяют под все культуры в дозе 20 кг на 1 га в смеси с другими удобрениями под основную обработку почвы.

4. Боросуперфосфат гранулированный содержит 0,2 % бора и 22—23 % Р₂0₅. Применяют в качестве основного удобрения 200—300 кг/га и в рядки при посеве до 50 кг/га.

5. Борсодержащая нитроаммофоска — комбинированное удобрение, содержащее 0,15 % бора. Применяют под основную обработку почвы под все культуры.

Марганцевые удобрения

1. Сернокислый марганец (MnS0₄), содержащий 21—24 % марганца в водорастворимой форме. Применяют для некорневой подкормки растений 0,05%-ным раствором MnS0₄ в дозе 400 л на 1 га посевов, для предпосевной обработки семян: 50—100 г сернокислого марганца смешивают с 300—400 г талька и опудри-вают 100 кг семян.

2. Марганизированный суперфосфат содержит 1—2 % марганца и 20 % Р₂0₅ в водорастворимой форме. Вносят в качестве основного удобрения и в рядки при посеве.

Медные удобрения

1. Медный купорос (CuS0₄ • 5Н₂0) содержит 25 % меди в водорастворимой форме. Применяют для некорневой подкормки 0,05%-ным раствором соли (400 л на 1 га), для опудривания семян перед посевом, используя 50—100 г сернокислой меди на 100 кг семян.

2. Пиритные огарки — отходы сернокислой промышленности, содержащие 0,3—0,6 % меди и различные примеси: железо, окись калия и др. Пиритные огарки вносят осенью под основную обработку почвы пЛозе 500—600 кг/га.

Цинков ые удобрения

1. Сернокислый цинк (ZnS0₄) — бесцветное кристаллическое вещество, содержащее 22 % цинка. В почву вносят вместе с другими удобрениями в дозе 5 кг/га. Для некорневой подкормки посевов применяют 0,05%-ный раствор сернокислого цинка (400 л раствора на I га).

2. Полимикроудобрения ПМУ-7 — тонко измельченный порошок темно-серого цвета, содержащий 25 % цинка. Это отходы при производстве цинковых белил, кроме цинка они содержат примеси алюминия, меди, марганца и др. В почву вносятся в дозе 5 кг/га. При обработке семян расходуют 200 г ПМУ-7 на 100 кг семян.

Молибденовые удобрения

1. Молибденовокислый аммоний [(NH₄)₆Mo₇0₂₇ • 4Н₂0], содержащий 50 % молибдена. Применяют для предпосевной обработки семян, 30—50 г растворяют в 1,5—2 л воды на 100 кг семян. Некорневую подкормку проводят 0,05%-ным раствором (400 л раствора на 1 га перед цветением культур). Для некорневой подкормки природных кормовых угодий концентрацию раствора увеличивают в 2—3 раза.

2. Молибденовый суперфосфат содержит 0,2 % молибдена и 20 % Р₂0₅ в водорастворимой форме. Применяется как основное удобрение и в рядки при посеве в дозе до 50 кг на 1 га.

Из кобальтсодержащих удобрений применяют сернокислый кобальт (сульфат кобальта) для некорневых подкормок при концентрации 0,05—0,1 % (400 л раствора на 1 га посевов). В почву вносят 200—400 г кобальта на 1 га.

Применение микроудобрений имеет большое значение в повышении урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции, но оно должно быть строго дифференцировано с учетом обеспеченности почв доступными формами микроэлементов, свойств почв, особенностей питания различных культур. Внесение микроэлементов должно быть весьма ограничено и допустимо только при их недостатке в почве и низком содержании в урожае возделываемых культур.

Необходимо учитывать возможное поступление микроэлементов в почву с органическими и минеральными удобрениями, пестицидами, от техногенного загрязнения промышленными предприятиями, с атмосферными осадками. При использовании отходов промышленного производства в качестве местных удобрений, осадков сточных вод, высоких доз жидкого навоза возрастает возможность накопления в почве некоторых микроэлементов в концентрациях, токсичных для растений, животных и человека.

Сельскохозяйственные культуры по-разному реагируют на повышение содержания микроэлементов в почве. Например, зерновые культуры страдают от избытка бора при содержании его в доступной форме более 0,7 мг на 1 кг почвы, а люцерна и свекла переносят концентрацию бора 25 мг на 1 кг почвы. Избыток бора в почве вызывает токсикоз у растений, пожелтение и отмирание листьев.

В результате ежегодного применения медьсодержащих пестицидов в садоводстве и овощеводстве установлено повышенное содержание меди в растениях, нарушение роста и окраски листьев.

Избыток молибдена тоже токсичен для растений. Содержание молибдена >0,8 мг на 1 кг сухого вещества сельскохозяйственной продукции оказывает отрицательное влияние на здоровье животных и человека.

Необходимость внесения микроудобрений в почву устанавливается по содержанию микроэлементов в почве и получаемой продукции. Группировка почв по обеспеченности растений микроэлементами приведена в табл. 14 (раздел 5.8).

Глава 32 КОМПЛЕКСНЫЕ УДОБРЕНИЯ

Комплексными удобрениями называют вещества, содержащие два и более химических элементов, необходимых для растений: азот, фосфор, калий, микроэлементы. По способу получения комплексные удобрения подразделяются на сложные, комбинированные (сложно-смешанные) и смешанные.

Сложными называют удобрения, состав которых включает катион и анион, с высокой концентрацией двух и более элементов питания без примесей. Например, аммофос — NH₄H₂P0₄, диаммофос — (NH₄)₂HP0₄ и др.

Комбинированными или сложно-смешанными называют удобрения, содержащие два и более элементов питания, получаемые в едином технологическом процессе при химическом взаимодействии фосфорной и азотной кислот, расплавленного нитрата аммония, фосфоритов или апатита, калийных солей. В этом удобрении содержатся одно- и двузамещенные фосфаты кальция [СаНР0₄ • 2Н₂0, Са(Н₂Р0₄)₂ • Н₂0], аммофос — NH₄H₂P0₄, аммиачная селитра — NH₄N0₃ и калийная селитра — KN0₃. Такое удобрение называют фосфорной нитрофоской, в ней максимально содержание водорастворимой фосфорной кислоты. Нитрофоска марки А содержит азота 16—17 %, Р₂0₅ — 16—17 %, К₂0 — 13—14 %, марки Б — 13:16: 13, марки В — 12 : 12: 12 % соответственно. Удобрение гранулируют (размеры гранул 1—4 мм), припудривают тальком или размолотым известняком, чтобы оно не слеживалось при хранении.

Действие сложных и комбинированных удобрений эффективнее эквивалентных количеств элементов питания в простых удобрениях за счет более равномерного распределения гранул в почве и лучшей позиционной доступности элементов питания для растений.

К смешанным относятся удобрения, получаемые путем механического смешивания двух и болей твердых простых удобрений.

Сложные удобрения

\. Аммофос (NH₄H₂P0₄) — однозамещенный фосфат аммония, содержит 11 — 12 % азота и 46—60 % Р₂0₅. Получают нейтрализацией аммиака фосфорной кислотой.

2 .Диаммофос ((NH₄)₂HP0₄) — двузамещенный фосфат аммония, содержит 18 % азота и около 50 % Р₂0₅. Получают при насыщении фосфорной кислоты аммиаком. Это концентрированное удобрение, не содержит примесей. Недостатком аммофоса является очень широкое соотношение между азотом и фосфором (1 : 4), поэтому при внесении необходимо добавлять простые азотные удобрения.

3. Калийная селитра (KN0₃) содержит 13 % азота и до 45 % К₂0, не содержит примесей, обладает хорошими физическими свойствами. Это ценное азотно-калийное удобрение, особенно для культур, чувствительных к хлору. К недостатку относится широкое соотношение калия к азоту (3,5 : 1).

Смешанные удобрения

Смешанные удобрения получают при механическом смешивании простых удобрений без химических превращений компонентов. Производят порошковидные и гранулированные смешанные удобрения. Преимущество имеют гранулированные сухие смеси. Сухое смешивание — простой и экономичный метод получения комплексных удобрений.

Используемые при сухом смешивании удобрения должны сохранять сыпучесть, неслеживаемость и гранулометрический состав при хранении и транспортировке.

Не все удобрения можно смешивать. Например, нельзя смешивать заблаговременно аммиачную селитру с суперфосфатом из-за возможного выделения паров азотной кислоты или окислов азота, увеличения гигроскопичности и слеживаемости. Поскольку большинство смешанных удобрений ухудшают физические свойства при длительном хранении, то смешивание допустимо перед внесением удобрений в почву в нужном соотношении. Нельзя оставлять смешанные удобрения в ящиках сеялок, туко-высевающих аппаратах.

Глава 33 ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ

Органическими называют удобрения, содержащие большое количество органических веществ и все необходимые растениям химические элементы питания. Такие удобрения называют полными. Они оказывают многостороннее влияние на состав и свойства почвы, при рациональном использовании значительно повышают урожайность сельскохозяйственных культур и почвенное плодородие. С органическими удобрениями вносятся не только питательные вещества, но и большое количество микроорганизмов, что значительно повышает биологическую активность почвы.

К органическим удобрениям относятся навоз, навозная жижа, птичий помет, фекалии, торф, зеленые растения, различные хозяйственные отходы. Из органических удобрений большее распространение и значение имеет навоз. В одной тонне сухого вещества навоза в среднем содержится: азота — 20 кг, фосфора (Р₂0₅) — 10 кг, калия (К₂0) — 24 кг, кальция (СаО) — 28 кг, магния (MgO) — 6 кг, серы (S0₃) — 4 кг, бора — 25 г, марганца — 230 г, меди — 20 г, цинка — 100 г, кобальта — 1,2 г, молибдена — 2 г, йода — 0,4 г.

Органические удобрения по содержанию элементов питания растений менее концентрированные по сравнению с минеральными. Содержание азота, фосфора и калия составляет в основном десятые доли одного процента (табл. 23).

Значительная часть питательных веществ органических удобрений становится доступной для растений только после их минерализации. В связи с этим одними органическими удобрениями в год их внесения трудно создать оптимальные условия для

питания растений в начальный период их роста или при максимальном поглощении растениями питательных веществ.

Минеральные удобрения содержат питательные вещества в легкодоступной форме и являются быстродействующими. Поэтому совместное внесение органических и минеральных удобрений создает требуемое растениями соотношение питательных веществ, повышает эффективность применяемых удобрений.

При разложении в почве органических удобрений выделяется большое количество углекислого газа, в результате чего улучшается воздушное питание растений. Систематическое внесение органических удобрений в малогумусные, легкие по гранулометрическому составу почвы обогащает их гумусом, улучшает физические и физико-химические свойства, водный и воздушный режимы. Возрастают емкость поглощения и степень насыщенности почвы основаниями, повышается буферность. Органические удобрения уменьшают связность тяжелых глинистых почв.

1. Навоз — органическое удобрение, представляющее отходы животноводства, состоящие в основном из кала и мочи животных. Если животные содержатся на подстилке из соломы, торфа, опилок, то накапливается навоз с подстилкой, который называют подстилочным. В его составе в среднем 25 % сухого вещества и 75 % воды. В крупных животноводческих комплексах животные содержатся в стойлах без подстилки, навоз получается бесподстилочный. В зависимости от способов удаления навоза из

животноводческих помещений он бывает полужидким с влажностью до 90 %, жидким — с влажностью 90—93 % и навозные смеси (влажность более 93 %). Такой навоз содержит 5—11 % сухого вещества и 89—95 % воды.

Твердые и жидкие выделения животных отличаются по содержанию питательных веществ и доступности их для растений. Большая часть неусвоенного фосфора содержится в твердых выделениях, а больше половины азота и почти весь калий выделяются с мочой животных. Азот и фосфор твердых выделений входят в состав органических веществ и могут поглощаться растениями после разложения органики микроорганизмами.

Моча животных содержит мочевину, гиппуровую и мочевую кислоты. Быстрее разлагается мочевина, медленнее — гиппуро-вая кислота и еще медленнее — мочевая кислота. Калий находится в подвижной, легкодоступной для растений форме.

Количество твердых и жидких выделений у различных видов животных приведены в табл. 24.

Данные табл. 24 свидетельствуют о том, что у лошадей, овец и крупного рогатого скота (КРС) твердых выделений больше в 2—3,5 раза, чем жидких, у свиней жидких выделений в два раза больше, чем твердых.

В кале овец и лошадей больше сухого вещества, чем у КРС. Навоз лошадей быстрее разлагается при хранении, выделяет много тепла, поэтому его называют горячим, он используется в овощеводстве как биотопливо.

При добавлении подстилки к выделениям животных увеличивается выход навоза. На подстилку используют солому, торф, опилки и др. С ними в навоз вносятся дополнительные питательные вещества. Подстилка поглощает жидкие выделения животных и образующийся при разложении органики аммиачный азот, что значительно сокращает потери питательных веществ из навоза. Одна часть сухой соломы может впитать две-три части жидких выделений, одна часть верхового торфа при влажности 30 % — более десяти частей жидкости.

Подстилка улучшает физические и биологические свойства навоза, снижает его влажность. Подстилочный навоз легче и быстрее разлагается микроорганизмами, в нем увеличивается поглощение азота в состав плазмы микроорганизмов, снижаются потери питательных веществ.

Около 80 % навоза получают от крупного рогатого скота. По степени разложения подстилочный навоз различают свежий, полуперепревший, перепревший и перегной.

Свежим называют слаборазложившийся навоз, который сохраняет окраску подстилки, водная вытяжка из него красновато-желтого или зеленоватого цвета.

В полуперепревшем навозе соломенная подстилка приобретает темно-коричневую окраску. Водная вытяжка черного цвета. Масса уменьшается на 20—30 % по сравнению со свежим навозом.

Перепревший — сильноразложившийся навоз, представляющий черную мажущуюся смесь, в которой уже незаметны части подстилки. Водная вытяжка бесцветная. Масса его составляет около 50 % массы исходного свежего навоза.

Перегной — черная рассыпчатая масса, составляющая около 25 % от исходного свежего навоза.

Хранить подстилочный навоз необходимо в специальных навозохранилищах котлованного или наземного типа. Навозохранилище должно соответствовать следующим требованиям:

• расположено на незатопляемом месте, на расстоянии более 200 м от водоисточников и жилых помещений;

• дно должно быть водонепроницаемым, лучше бетонированным, прочным, выдерживающим применяемую для загрузки и выгрузки технику;

• по продольным сторонам навозохранилища должны быть жижесборники вместимостью 3—4 м³;

• дно навозохранилища должно иметь уклон в сторону жижесборников;

• вдоль сторон навозохранилища должны быть желоба или канавы для отвода воды от дождей и таяния снега;

• для загрузки и выгрузки навоза должны быть въезд и выезд с необходимым уклоном.

Для снижения потерь питательных веществ из подстилочного навоза во время хранения, увеличения выхода и повышения его качества необходимо выполнять следующие приемы:

• использование повышенных норм подстилки из соломы в виде резки длиной 10—15 см или торфа;

• плотный способ хранения;

• добавление к навозу фосфоритной муки;

• компостирование с торфом, соломой, дерном, с добавлением извести.

При плотном хранении подстилочного навоза разложение органических веществ происходит в анаэробных условиях. Потери органических веществ и азота при плотном хранении значительно меньше, чем при рыхлом. Перепревший навоз при плотном хранении получается через 8—10 месяцев.

Добавление фосфоритной муки в навоз улучшает питание микрофлоры, ускоряет процесс гумификации органических веществ, снижает потери аммиачного азота.

Вносить в почву подстилочный навоз нужно в полуперепревшем или перепревшем виде с осени под вспашку во влажный слой почвы. В зонах с коэффициентом увлажнения <1 лучше вносить перепревший навоз. На легких, бедных гумусом почвах необходимо вносить высокие дозы навоза — 60 и более тонн на 1 га. Для бездефицитного баланса гумуса в почвах необходимо ежегодно вносить 10 т/га на супесчаных и песчаных почвах. Не рекомендуется вносить в почву свежий навоз, чтобы не засорять поля сорняками. Внесение свежего навоза под морковь, лен приводит к снижению качества продукции.

При внесении навоза нужно его равномерно распределять по полю навозоразбрасывателями (рис. 33) и сразу же запахивать. Оставление навоза на поверхности почвы увеличивает потери органических веществ и азота в виде углекислого газа, воды и аммиака.

Бесподстилочный навоз

На крупных животноводческих фермах дойных коров содержат в стойлах на твердом полу без подстилки, поэтому большая

часть выхода навоза приходится на бесподстилочный. На выгульных площадках накапливается подстилочный навоз.

Бесподстилочный навоз имеет высокую влажность (90—92 %), особенно при уборке по сплавным каналам и гидросмыве — более 92 %. Хранение и использование такого навоза является сложной проблемой.

Для хранения бесподстилочного навоза необходимы бетонированные хранилища с надежной гидроизоляцией. Грунтовые навозохранилища без гидроизоляции не отвечают экологическим требованиям, в них происходят большие потери питательных веществ от фильтрации, загрязнение грунтовых вод, близлежащих водоемов и скважин. Бесподстилочный навоз при хранении разделяется на три слоя: верхний — твердый плавающий, средний — жидкий и нижний — плотный осадок. Для качественного внесения такого навоза нужно создавать однородную смесь путем перемешивания специальными устройствами. Содержание основных элементов питания растений в бесподстилочном навозе приведено в табл. 25.

Для снижения потерь питательных веществ при хранении бесподстилочного навоза и с санитарной точки зрения его нужно компостировать с торфом, соломенной резкой и другими трудноразлагающимися органическими материалами (опилки, стружка).

Вносят бесподстилочный навоз на поля цистернами — разбрасывателями РЖТ-8, РЖТ-16 и сразу заделывают в почву плу-

гом или тяжелыми дисковыми боронами. На пастбищах жидкий навоз по санитарным требованиям можно вносить не позднее чем за 30 дней до начала выпаса животных, лучше поздней осенью. При поверхностном улучшении лугов бесподстилочный навоз вносят перед обработкой тяжелой дисковой бороной или фрезой. По санитарно-гигиеническим нормам не разрешается применять бесподстилочный навоз под овощные культуры.

2. Торф — органическое удобрение, образовавшееся из отмерших, полуразложившихся растений в условиях избыточного увлажнения и недостатка воздуха. Любой вид торфа состоит из неразложившихся растений, перегноя и минеральных веществ в различных соотношениях.

По условиям образования торф делят на три типа: верховой, низинный и переходный.

Верховой торф образуется в болотах на верховых (олиготроф-ных) болотах из лиственных мхов и малотребовательных к элементам питания и увлажнению растений (пушица, багульник и др.). Он беден питательными веществами, имеет небольшую зольность (до 5 %), кислую реакцию (pH < 5) и низкую степень гумификации (5—25 %).

Низинный торф образуется в низинных болотах под влиянием грунтовых вод из гипновых мхов, различных влаголюбивых травянистых растений (осоки, тростники, вейники, хвощи, рогозы, калужницы и др.) и древесно-кустарниковой растительности (ель, черемуха, ольха, рябина, ива и др.). Он содержит больше остатков травянистой растительности, зольность его более 10 %, степень разложения более 40 %, pH > 5,5.

Переходный торф характеризуется средними показателями между верховым и низинным типами торфа.

Вид торфа определяется по растениям-торфообразователям, преобладающим в малоразложившихся остатках сухого вещества: сфагновый, осоковый, древесно-осоковый, тростниковый и др.

В сельском хозяйстве торф имеет многостороннее использование. Из-за высокой влагоемкости и поглотительной способности торф применяется на подстилку животным. Самой высокой влагоемкостью обладает верховой торф (до 1800 % на абсолютно сухое вещество). Емкость поглощения торфа составляет 100—200 мг • экв на 100 г сухого вещества. Высокая влагоемкость торфа обусловливает поглощение жидких выделений животных, а кислотность и большая емкость поглощения — сохранение аммиачного азота.

Торф для подстилки должен иметь влажность не более 50 %. Для заготовки торфа на подстилку проводят рыхление поверхности торфяников фрезой или кустарниково-болотным плугом, подсушивают до нужной влажности последующими ворошениями. Подсушенный торф сдвигают в кучи и грузят на транспортные средства.

Торф используется для приготовления различных компостов. Для компостирования с известью, фосфоритной мукой, навозом рекомендуется среднеразложившийся торф с зольностью до 25 %. Для компостирования с навозной жижей, фекалиями, растительными остатками можно использовать все виды торфа.

Применять на удобрение без предварительного компостирования целесообразно только сильноразложившийся низинный торф. Он имеет высокую степень минерализации, в нем содержится больше азота и зольных элементов, меньше кислотность. Агрохимические свойства разных типов торфа приведены в табл. 26. При использовании низинного торфа на удобрение нужно совместно с ним вносить минеральные удобрения, потому что в нем мало доступных форм азота, фосфора и особенно калия. Для ускорения разложения органических веществ торфа целесообразно вносить совместно с ним немного навоза — до 10 т/га.

После осушения болот торфяники можно использовать на своем месте для выращивания сельскохозяйственных культур. Мощность торфяного слоя должна быть не менее 50 см. Кислые торфяные почвы с рН_с < 5 предварительно известкуют. В первые годы нужно вносить азотно-фосфорно-калийные минеральные удобрения. Целесообразно внесение небольших доз бесподстилочного навоза или навозной жижи для обогащения торфа микрофлорой и ускорения его разложения.

Торф используют на изготовление торфоперегнойных горшочков для выращивания рассады в овощеводстве. Подсушенный торф применяют для мульчирования почвы. Мульча слоем 5 см на поверхности почвы поддерживает лучшие условия температуры, обеспеченности водой, исключает образование почвенной корки, снижает засоренность.

3. Птичий помет — органическое удобрение, содержащее все питательные вещества, необходимые для растений. Это более концентрированное удобрение по сравнению с навозом и торфом. В нем содержится больше азота, фосфора и калия, чем в навозе (табл. 23). Питательные вещества помета легкодоступны для растений и быстро усваиваются.

При хранении птичьего помета в кучах он быстро самосогре-вается, что сопровождается потерями органического вещества и аммиачного азота. Для снижения потерь питательных веществ при хранении к помету надо добавлять порошковидный суперфосфат до 10 % по массе, сухой торф или перегной. Торф можно применять в качестве подстилки в птичнике. За год от одной курицы накапливается 6—7 кг помета, от утки — 7—9 кг, от гуся — 10—12 кг.

Вносят птичий помет в качестве основного удобрения из расчета 3—4 т/га под вспашку. Компостированного помета с торфом до 10 т/га. Для жидкой подкормки птичий помет вносят из расчета до 1 т/га при разбавлении водой в соотношении 1 : 10.

4. Зеленое удобрение — свежие зеленые растения, заделываемые в почву для повышения содержания в ней органических веществ и азота. Этот способ удобрения почвы называют сидерацией, а растения, выращиваемые на удобрение, — сидеральны-ми. При заделке в почву зеленых растений в нее возвращаются поглощенные зольные элементы, значительно повышается содержание органического вещества. Если сидеральными культурами являются бобовые растения, то почва обогащается азотом, который накапливается в них в результате хемосинтезирующей деятельности клубеньковых бактерий.

Зеленое удобрение оказывает многостороннее положительное влияние на свойства почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Улучшаются физико-химические свойства почвы, увеличивается водопроницаемость и влагоемкость, улучшается структура, активизируется жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Процесс разложения зеленого удобрения происходит быстрее, чем других органических удобрений.

На зеленое удобрение целесообразно выращивать бобовые растения: люпин, донник, сераделлу, вику, чину, горох, эспарцет и др. Можно выращивать смешанные посевы бобовых культур со злаковыми и небобовые культуры — рапс, горчицу и др. Чаще всего используют на зеленое удобрение люпин и донник. В зеленых растениях этих культур азота содержится столько же или больше, чем в навозе, а фосфора и калия меньше (табл. 27).

Коэффициент использования азота из зеленого удобрения последующими культурами значительно выше, чем азота навоза. Яровая пшеница после заделанного в почву донника повышает Урожайность зерна на 0,3—0,5 т/га со значительным улучшением мукомольных и хлебопекарных показателей.

Способы использования сидеральных растений делят на три формы: полное использование, укосное и отавное. При полном использовании заделывают в почву всю массу растений (надземную часть и корни). При укосном способе выращенные растения на одном поле скашивают и вносят на другом поле. При отавном использовании сидеральные растения скашивают на зеленый корм или другие цели, а стерневые остатки, корни и отросшую отаву заделывают на зеленое удобрение.

Эффективность зеленого удобрения зависит от вида растений, урожайности, сроков и способов заделки в почву. Бобовые сидеральные культуры обогащают почву азотом. При разложении бобовых растений целлюлозоразлагающими микроорганизмами азот гумуса используется в меньшей степени.

Лучше заделывать в почву зеленое удобрение заблаговременно, с осени под основную обработку почвы. При размещении озимых культур по сидеральному пару необходимо заделывать зеленое удобрение не позднее чем за месяц до посева, чтобы почва достаточно осела и не происходило обнажение узлов кущения озимых.

Скорость разложения зеленого удобрения зависит от глубины заделки в почву. На легких малогумусных почвах зеленое удобрение нужно заделывать на глубину пахотного слоя, на тяжелых глинистых эффективнее заделка на глубину 10—12 см.

Для повышения эффективности зеленого удобрения целесообразно совместно вносить минеральные удобрения в небольших дозах. Если вносится зеленое удобрение не бобовых культур, то обязательно внесение азотных удобрений для оптимизации азотного питания растений и микроорганизмов, уменьшения расхода гумуса в почве.

Для усиления фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями нужно проводить обработку семян бобовых растений специфичными расами бактерий. Применение бактериального препарата — нитрагина с семенами бобовых в день посева с добавлением 25—50 г молибдена на гектарную норму высева семян значительно повышает вирулентность и активность клубеньковых бактерий, улучшает снабжение бобовых растений азотом.

Зеленое удобрение — очень важное средство восстановления почвенного плодородия, повышения урожаев сельскохозяйственных культур и качества продукции.

Глава 34 СИСТЕМА ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Система применения удобрений в хозяйстве — комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических и агрохимических мероприятий для выполнения научно обоснованного плана применения удобрений, в котором предусмотрены виды, нормы, способы, сроки и глубина их заделки в почву под сельскохозяйственные культуры. Разработка системы применения удобрений, отвечающей природным и организационно-экономическим условиям хозяйства, — весьма сложная задача. Составлять такие планы применения удобрений должны агрономы-агрохимики, владеющие знаниями химии, физики, почвенной микробиологии, физиологии растений, почвоведения, земледелия, агрохимии, растениеводства, экономики и организации сельскохозяйственного производства и др. Иногда такие планы составляются научно-исследовательскими учреждениями.

Основными задачами системы применения удобрений являются следующие:

• увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, получение продукции высокого качества;

• восстановление, постепенное выравнивание и повышение плодородия почв на всех полях;

• эффективное использование всех видов удобрений с максимальным чистым доходом с 1 га;

• повышение уровня интенсификации земледелия с соблюдением требований охраны окружающей среды.

Для составления плана применения удобрений необходимы следующие основные документы:

• организационно-хозяйственный план, отражающий севообороты;

• почвенные карты и агрохимические картограммы;

• фактическая урожайность за последние пять лет;

• нормы применения органических и минеральных удобрений;

• Книга истории полей.

Для разработки системы применения удобрений кроме этих основных документов нужна подробная информация о типе водного режима почвы, рельефе, подверженности почв водной эрозии и дефляции, развитии животноводства и возможностях для накопления и использования всех видов местных удобрений, финансовых возможностях приобретения минеральных удобрений, технической оснащенности по внесению удобрений и наличии складов для их хранения.

Основой для расчета норм удобрений под сельскохозяйственные культуры служат их физиологические потребности в элементах питания. В поглощении элементов питания растениями выделяют критический и максимальный периоды. Под критическим понимают период, когда недостаток какого-либо элемента особенно отрицательно влияет на рост растений, и при этом последующая оптимизация питания этим элементом не исправляет полностью это влияние. Это особенно важно для питания растений азотом и фосфором. Критический период в питании азотом и фосфором для большинства сельскохозяйственных культур — 10—15 дней после всходов.

Резкий недостаток калия в первые фазы развития растений тоже снижает урожай, но улучшение питания калием в последующие фазы позволяет существенно исправить это отрицательное влияние и значительно повысить урожайность культур.

Недостаток в поглощении азота и фосфора часто проявляется ранней весной, когда пониженная температура почвы снижает активность микроорганизмов, минерализующих органическое вещество почвы.

Максимальный период в питании растений наступает в последующие фазы развития, когда среднесуточное потребление элементов питания достигает максимума. Этот максимум у растений чаще всего совпадает с периодом наибольшего прироста сухого вещества.

Периодичность в питании растений является теоретической основой для рационального внесения удобрений, сочетания основного удобрения, вносимого на глубину пахотного слоя, допосевного под предпосевную обработку почвы, с рядковым при посеве и подкормками.

Нормой удобрения называют количество питательных веществ, вносимых с удобрениями под сельскохозяйственную культуру за весь вегетационный период. Нормы удобрений зависят от выноса питательных веществ урожаями сельскохозяйственных культур. Разные культуры поглощают из почвы неодинаковое количество элементов питания в различном соотношении. Потребности культур в элементах питания выражают общим потреблением на формирование биологического урожая или только тем количеством, которое отчуждается с убранным с поля урожаем основной и побочной продукции.

Содержание элементов питания в растениях максимально в начале созревания. При полном созревании растений происходит некоторое уменьшение питательных веществ в результате опадения листьев и частичного оттока веществ из корневой системы обратно в почву.

Общее потребление элементов питания растениями на формирование биологического урожая называют биологическим выносом, а ту часть питательных веществ, которая убирается с поля с урожаем, — хозяйственным выносом.

Питательные вещества, остающиеся в почве в пожнивно-корневых остатках, опавших листьях, потерях зерна при уборке, при выделении корнями, относят к остаточной части выноса. В остаточной части содержится значительная доля питательных веществ, потребляемых растениями для формирования биологического урожая. Хозяйственный вынос составляет в среднем 65—75 % от биологического (табл. 28). Хозяйственный вынос составляет большую долю у тех культур, которые оставляют в почве меньше корневой системы и пожнивных остатков (кукуруза, корнеплоды, картофель, лен, зерновые). Больше корневых остатков оставляют в почве многолетние и однолетние травы.

Элементы питания в остаточной части урожая после минерализации органических веществ используются другими культурами.

12-7126 Евтефеев

Поэтому потребность растений в питательных веществах определяют по хозяйственному выносу в пересчете на единицу массы основной продукции с соответствующим количеством побочной (табл. 29). Хозяйственный вынос используют при расчете норм внесения удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур.

Поглощение растениями питательных веществ на единицу товарной продукции с учетом побочной значительно колеблется в зависимости от почвенно-климатических условий, величины урожая, количества вносимых удобрений и т. д. Вынос питательных веществ увеличивается при внесении удобрений, неблагоприятных погодных условиях. Оптимальное сочетание всех факторов жизни растений способствует экономному расходованию питательных веществ на формирование урожая.

Например, орошение значительно уменьшает расход питательных веществ на единицу продукции, повышает эффективность вносимых удобрений.

Для расчета норм внесения удобрений под сельскохозяйственные культуры нужно знать содержание питательных веществ в почве и коэффициенты их использования растениями. Данные о содержании питательных веществ можно взять из агрохимических картограмм или определить по образцам почвы в агрохимической лаборатории. Элементы питания, определенные в мг/100 г почвы, нужно пересчитать в кг/га в пахотном слое 0—20 см. Масса твердой фазы почвы в пахотном слое 0—20 см на площади 1 га в среднем составляет 3 тыс. т, значит, для определения содержания элементов питания в кг/га нужно их количество в мг/100 г почвы умножить на коэффициент 30. Например, обменного калия содержится 10 мг/100 г почвы, следовательно, в пахотном слое его будет 10 х 30 = 300 кг/га. В расчет берется только пахотный слой, потому что основная масса корневой системы сельскохозяйственных культур размещается именно там. Конечно, это определение условно, так как корневая система поглощает питательные вещества и из более глубоких горизонтов почвы.

Не все питательные вещества, содержащиеся в почве в доступной для растений форме, поглощаются сельскохозяйственными культурами за период вегетации. Коэффициенты использования доступных форм питательных веществ зависят от биологических особенностей сельскохозяйственных культур, погодных условий, плодородия почвы, уровня агротехники и т. д. При оптимальном сочетании всех факторов жизни растений коэффициенты использования питательных веществ из почвы увеличиваются, например, орошение увеличивает их в 1,5—2 раза. Интенсивная обработка почвы на паровых полях ускоряет минерализацию гумуса, что повышает урожайность культур и коэффициенты использования питательных веществ.

Для общепринятых методов определения подвижных форм фосфора и калия в агрохимии установлены коэффициенты использования питательных веществ из почвы (табл. 30). В табл. 27 коэффициенты установлены на серых лесных почвах при среднем содержании подвижных Р₂0₅ и К₂0, на черноземах и каштановых почвах при среднем содержании Р₂0₅ и высоком — К₂0.

Коэффициент использования легкогидролизуемого азота растениями на серых лесных и каштановых почвах принимают за 20 %, а на черноземах — за 20—30 %.

Для расчета норм внесения удобрений под сельскохозяйственные культуры нужно учитывать коэффициенты использования питательных веществ из удобрений в год их внесения и последействия в последующие годы. Коэффициенты использования питательных веществ из удобрений определяются разными методами в многофакторных опытах с удобрениями, но наиболее точное определение достигается изотопным методом.

Хотя коэффициенты использования питательных веществ растениями из удобрений более постоянны по сравнению с использованием из почвы, но и они могут меняться в зависимости от свойств почвы, погодных условий, биологических особенностей культур, форм применяемых удобрений, сроков, способов и глубины их внесения в почву. Коэффициенты использования удобрений снижаются при внесении высоких доз, при повышенной кислотности почвы. Разбросной способ внесения легкорастворимых удобрений снижает их эффективность по сравнению с локальным и т. д.

Установлены средние коэффициенты использования питательных веществ растениями из удобрений в год их внесения и при последействии за ротацию севооборота (табл. 31).

Из данных табл. 31 видно, что питательные вещества из вносимых удобрений используются растениями не полностью. Часть из них превращается в труднодоступные и недоступные формы, часть теряется с поверхностным стоком, вымывается в грунтовые воды, т. е. мигрирует из биологического круговорота веществ в большой геологический круговорот. Потери из азотных удобрений возможны при испарении аммиака, денитрификации и др.

При разработке системы применения удобрений учитывают влияние пожнивных и корневых остатков многолетних бобовых трав и зернобобовых культур, которые при благоприятных условиях выращивания оставляют в почве значительное количество азота, усвоенного из атмосферы в симбиозе с клубеньковыми бактериями. Считается, что после уборки каждой тонны сена многолетних бобовых трав в пожнивных и корневых остатках остается 10—15 кг азота, которые после минерализации усваиваются последующими культурами.

Расчет норм удобрений под сельскохозяйственные культуры имеет большое значение для их эффективного использования, повышения урожайности культур и восстановления плодородия почвы. Различают оптимальные, рациональные и предельные нормы применения удобрений.

Оптимальной считается норма удобрений, которая обеспечивает получение сравнительно высокого урожая хорошего качества с максимальным чистым доходом с 1 га с сохранением почвенного плодородия за одну ротацию севооборота. Известно, что при высоких нормах внесения удобрений себестоимость 1 кг питательных веществ повышается. Поэтому выгоднее применять средние нормы имеющихся в хозяйстве удобрений на большей площади и получать больше валовой продукции на всей площади севооборота.

Рациональной считается норма удобрений, которая обеспечивает больший урожай с 1 га севооборотной площади по сравнению с оптимальной нормой, значительно повышает плодородие почвы, но чистый доход с 1 га снижается.

Предельной считается норма удобрений, которая обеспечивает максимально возможный урожай удовлетворительного качества в конкретных почвенно-климатических условиях при условии самоокупаемости применения удобрений без получения чистого дохода. Такая норма обеспечивает максимальный выход продукции с 1 га севооборотной площади и расширенное воспроизводство почвенного плодородия, но без экономического эффекта.

Применение нормы удобрений выше предельной приведет к убыткам в земледелии, снижению качества продукции, отрицательному влиянию на здоровье животных и человека, загрязнению окружающей среды.

При расчете норм удобрений применяют следующие методы:

1. Использование результатов полевых опытов и агрохимических картограмм.

2. Расчетный или расчетно-балансовый.

3. Комплексный.

Для расчета норм по первому методу необходимо проведение многочисленных многофакторных полевых опытов с исследованием норм внесения различных удобрений под различные сельскохозяйственные культуры в определенной зоне и с использованием агрохимических картограмм. Такой метод используется нечасто из-за недостатка необходимой информации.

Расчетный метод определения норм внесения удобрений включает несколько модификаций: элементарного баланса на планируемую урожайность культуры, на планируемую прибавку урожайности какой-либо культуры, метод с использованием нормативов баланса питательных веществ за севооборот (метод нормативного баланса) и др.

При расчете норм удобрений методом элементарного баланса на планируемую урожайность культуры используют вынос питательных веществ на единицу товарной продукции с учетом побочной, коэффициенты использования питательных веществ

культурой из почвы и пожнивно-корневых остатков от предшественника. Если под предшествующую культуру были внесены удобрения, то учитываются коэффициенты использования при их последействии. Недостающая часть питательных веществ для получения запланированного урожая компенсируется внесением удобрений.

Например, нужно рассчитать оптимальную норму удобрений под яровую пшеницу по методу элементарного баланса на планируемую урожайность 2,5 т/га. Почва — чернозем выщелоченный бескарбонатный, среднемощный, среднесуглинистый в лесостепной зоне. Предшественник — кукуруза на силос.

Хозяйственный вынос питательных веществ на единицу урожая яровой пшеницы приведен в табл. 29.

При урожайности зерна 2,5 т/га с соответствующим количеством соломы хозяйственный вынос составит: азота — 95 кг, Р₂0₅ — 30 кг, К₂0 — 62,5 кг с 1 га.

По данным агрохимических анализов после уборки кукурузы в пахотном слое 0—20 см содержалось подвижных форм фосфора по методу Ф.В. Чирикова — 4 мг, обменного калия — 8 мг/100 г почвы. В пересчете на пахотный слой в кг/га в почве содержится легкодоступных для растений: Р₂0₅ — 120 кг, К₂0 — 240 кг. Яровая пшеница усваивает из некарбонатных черноземов в среднем 10 % Р₂0₅ и 12 % К₂0 (см. табл. 27). Следовательно, яровая пшеница сможет усвоить из почвы 12 кг Р₂0₅ и 28,8 кг К₂0.

Содержание доступного азота в почвах значительно меняется в течение периода вегетации растений, поэтому картограммы не составляются. Вынос азота из почвы можно определить по выносу элемента, находящегося в почве в минимуме после азота. В первом минимуме после азота в черноземе выщелоченном находится фосфор. А фосфора яровая пшеница может усвоить из почвы в данном примере 12 кг, этого количества хватит на формирование урожая зерна 1,0 т/га. Сравнивая с выносом фосфора, на формирование 1,0 т/га зерна яровой пшеницей из почвы может быть усвоено 38 кг азота (см. табл. 29).

Недостающее количество питательных веществ, без учета действия пожнивно-корневых остатков кукурузы, на формирование урожая яровой пшеницы 2,5 т/га нужно внести с минеральными удобрениями следующее количество азота, фосфора и калия (табл. 32).

Расчетные нормы минеральных удобрений по действующему веществу (д.в.) можно пересчитать в физических единицах

массы удобрений. Например, в карбамиде (мочевине) содержание азота (д.в.) — 46 %, значит, карбамид надо внести из расче-

95-100 ,

та-к 206 кг/га.

46

Подобным образом рассчитывают нормы удобрений на планируемую прибавку к урожаю, получаемому в конкретных почвенно-климатических условиях без внесения удобрений.

Определение норм удобрений с использованием нормативов баланса питательных веществ за севооборот (метод нормативного баланса) сложнее. В приходную часть баланса входит поступление питательных веществ в почву с удобрениями, высеваемыми семенами, из атмосферы, азот клубеньковых бактерий на бобовых культурах и свободноживущих бактерий-азотфиксаторов.

В расходную часть включают вынос питательных веществ с отчуждаемым с поля урожаем, потери из почвы и удобрений с поверхностным стоком, при вымывании в грунтовые воды, газообразные потери азота.

Комплексный метод расчета норм удобрений основан на сочетании первых двух методов. По этому методу в расчетах используются результаты полевых опытов с удобрениями, интерполирование и экстраполирование данных полевых опытов, производственный опыт передовых хозяйств и др. При недостатке такой информации дополнительно используется расчетно-балансовый метод.

Реализация плана применения расчетных норм удобрений на практике, на полях хозяйства также является очень сложной задачей. На этом этапе необходимо наряду с организационно-хозяйственными мероприятиями учитывать влияние комплекса различных факторов на эффективность применяемых удобрений: почвенно-климатические условия, уровень интенсификации земледелия, размещение сельскохозяйственных культур в севооборотах, система обработки почвы в севооборотах, совместное внесение органических и минеральных удобрений и др.

На эффективность удобрений большое влияние оказывают приемы, сроки, способы и глубина их внесения в почву.

Различают три приема внесения удобрений: основное удобрение (допосевное), рядковое, в лунки (припосевное) и подкормки (послепосевное).

Сроки внесения: осенью, весной, летом.

Способы внесения удобрений: разбросной, локальный (в рядки, гнезда, лунки), локально-ленточный.

Дозой удобрения называют количество питательных веществ, вносимых под сельскохозяйственную культуру за один прием. Выражают ее в кг действующего вещества на 1 га. Доза обычно составляет часть нормы удобрения. Иногда всю расчетную норму удобрения вносят в один прием, в этом случае доза равна норме.

Основное удобрение нужно вносить на глубину пахотного слоя, в зону наибольшего размещения корневой системы растений, чтобы они были доступны в течение всего вегетационного периода.

Основное удобрение предназначается для питания культуры в течение всего вегетационного периода, особенно в период интенсивного роста, который сопровождается максимальным поглощением питательных веществ. Поэтому в основное удобрение вносят большую часть (дозу) расчетной нормы. Сроки внесения основного удобрения зависят от почвенно-климатических условий, вида удобрений, системы обработки почвы и др.

В условиях недостаточного увлажнения на почвах с непромывным водным режимом все виды органических и минеральных удобрений лучше вносить с осени под основную обработку почвы. При влажном климате органические, фосфорные и калийные минеральные удобрения можно вносить с осени под зябь, весной под перепашку под картофель, летом при обработке паровых полей. Азотные минеральные удобрения в условиях влажного климата и при орошении лучше вносить под предпосевную обработку почвы, особенно нитратные формы, чтобы снизить потери азота от вымывания.

Лучший способ заделки основного удобрения под вспашку плугом с предплужниками, когда вся масса органических и минеральных удобрений размещается на глубине не менее 10—12 см.

При внесении основного удобрения под предпосевную обработку почвы глубина размещения удобрений разнится от 0 до 10 см. При глубине обработки до 10 см около 80 % удобрений заделывается в верхний пересыхающий слой почвы (0—5 см), что снижает их эффективность, особенно в случае внесения фосфорных и калийных удобрений. Фосфорные удобрения всегда нужно заделывать глубоко под вспашку с осени или весной под перепашку, за исключением рядкового припосевного внесения.

Калийные удобрения, особенно хлоросодержащие, лучше вносить с осени под основную обработку почвы, чтобы осенью и весной хлор из удобрений вымывался в глубокие горизонты почвы. На легких почвах и при орошении калийные удобрения целесообразнее вносить весной, чтобы исключить возможное вымывание калия.

Для легкорастворимых и поглощаемых почвой удобрений более эффективными способами внесения являются локальный и локально-ленточный. Основное удобрение под культуры обычного рядового способа посева можно вносить локально-ленточным способом специальными приспособлениями к плугам и культиваторам-плоскорезам. При локальном внесении удобрений питательные вещества меньше фиксируются почвой и более доступны для растений, повышается коэффициент их использования (табл. 33).

Из данных табл. 33 видно, что поглощение питательных веществ яровой пшеницей увеличивается при локально-ленточном способе внесения основного удобрения по сравнению с разбросным. Повышается и урожайность зерна пшеницы (на 0,05—0,11 т/га) (табл. 34).

Органические удобрения нужно заделывать в более глубокий слой почвы, особенно на легких почвах. В условиях влажного климата на тяжелых почвах предпочтительнее мелкая заделка органических удобрений с целью ускорения их минерализации. Совместно с органическими нужно вносить минеральные удобрения, особенно азотные, чтобы уменьшить расход азота из гумуса почвы.

Припосевное (рядковое) удобрение при посеве зерновых, в лунки (гнезда) при посадке овощных культур вносится локальным способом, что значительно повышает коэффициент использования питательных веществ. Дозы рядкового удобрения небольшие — по 5—10 кг азота, фосфора, калия на 1 га. Оно предназначается для улучшения питания всходов сельскохозяйственных культур.

При рядковом удобрении более эффективны фосфорные удобрения — гранулированный суперфосфат, аммофос. На почвах с низким содержанием легкодоступного фосфора рядковое удобрение суперфосфатом в дозе 10 кг д.в. на 1 га обеспечивает прибавку урожая зерна яровой пшеницы 0,26 т/га.

При внесении основного удобрения в расчетных нормах под зерновые культуры эффективность рядкового значительно снижается.

Например, на выщелоченном черноземе опытного поля Алтайского аграрного университета рядковое внесение гранулированного суперфосфата в дозе 10 кг Р₂0₅ на 1 га на фоне основного удобрения N₆₀P₆₀K₆₀ не обеспечило существенной прибавки (см. табл. 31).

Послепосевное удобрение или подкормки растений эффективны в условиях влажного климата или при орошении. При недостаточном увлажнении почвы перенос части расчетной нормы удобрений в подкормку нецелесообразен, потому что урожайность снижается по сравнению с внесением всей нормы основного удобрения в пахотный слой почвы.

Послепосевное удобрение эффективно в следующих условиях.

1. Ранняя весенняя подкормка озимых культур и многолетних трав азотными удобрениями в дозе 30 кг д.в. на 1 га. Для подкормки используют аммиачную селитру, сульфат аммония, мочевину.

2. Подкормка пропашных культур азотными и калийными удобрениями на легких почвах в условиях достаточного увлажнения и при орошении. Доза удобрений в подкормку N₃₀.₄₀, К₂0 — 30 кг на 1 га.

3. При высоких расчетных нормах удобрений под культуры, чувствительные к повышенной концентрации солей в почве.

4. На долголетних культурных сенокосах и пастбищах. При высоких расчетных нормах удобрений и внесении их в один прием возрастает содержание азота и калия в пастбищном корме, что приводит к заболеванию животных. Поэтому необходимо деление расчетной нормы удобрений на несколько доз и дробное внесение после очередного скашивания или цикла выпаса животных.

5. Некорневая подкормка азотными удобрениями озимой и яровой пшеницы по результатам растительной диагностики в период колошения — молочной спелости для повышения содержания белка и качества клейковины в зерне.

Севооборот объединяет сельскохозяйственные культуры в научнообоснованном чередовании и оказывает большое влияние на эффективность применяемых удобрений. Причины чередования культур в севообороте изложены в разделе 16.1. В севообороте эффективность удобрений значительно возрастает по сравнению с бессменным возделыванием культур или монокультурой за счет более полного использования питательных веществ разными культурами. В севообороте более эффективна борьба с сорными растениями, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, что снижает потребление питательных веществ сорными растениями, улучшает питание культурных растений и повышает их урожайность.

Большое влияние на нормы удобрений под культуры в севообороте оказывают предшественники, которые оставляют в почве неодинаковые количества пожнивно-корневых остатков, по-разному удобряются, оказывают различное влияние на водный и питательный режимы почвы, засоренность полей и т. д. Бобовые культуры при благоприятных условиях обеспечивают свои потребности в азоте и даже обогащают им почвы. Поэтому при расчете норм удобрений под последующую культуру после бобовых, особенно после многолетних бобовых трав, нужно учитывать действие пожнивно-корневых остатков, вносить меньше азотных удобрений по сравнению с фосфорными и калийными.

При разработке системы удобрений в севообороте нужно, прежде всего, изучить урожайность сельскохозяйственных культур по полям севооборота за последние 3—5 лет и запланировать их урожайность на предстоящие годы в соответствии с местными почвенно-климатическими и организационно-хозяйственными условиями.

Во-вторых, необходимо установить факторы, находящиеся в минимуме, ограничивающие рост урожайности культур и эффективность удобрений, обеспеченность почвы каждого поля доступными формами питательных веществ. Наличие кислых и засоленных почв, необходимость химических мелиораций, установление норм, сроков и способов внесения мелиорантов в почву.

Для нейтрализации кислых почв нужно проводить известкование — внесение в почву известковых удобрений: известняков, доломитов и продуктов их переработки (известь негашеная — СаО, гашеная — Са(ОН)₂ и др.). При внесении в почву известняков или доломитов карбонаты кальция или магния под влиянием углекислого газа, находящегося в почвенном растворе, растворяются и превращаются в бикарбонаты:

СаС0₃ + С0₂ + Н₂0 - Са(НСО_э)₂

Бикарбонат кальция является гидролитически щелочно солью:

Са(НС0₃)₂ + 2Н_аО = Qi(^oh>2 ^{+ 2Н}2° + ^2С°2 Са(ОН), = ^{+ 20Н}~

В почвенном растворе повышается концентрация ионов кальция и гидроксила. Ионы кальшя вытесняют из ПИК ионы водорода, и кислотность почвы нейтрализуется.

[ППК]£₊₊2Н₂0

[ППК]“! + Са²⁺ + 20Н'

Карбонат кальция нейтрализуй свободные органические и минеральные кислоты, образующиеся в почвенном растворе:

2RCOOH + СаС0₃ -> (RCOO)₂Ca + Н₂0 + С0₂ 2HN0₃ + СаС0₃ = Ca(N0₃)2 + ^Н2° + ^С02

Необходимость в известковании можно установить на основании агрохимических анализов почвы, определения обменной кислотности (pH) и степени насыщенности основаниями (V). При рН_с меньше 4,5 необходимость известкования сильная от 4,6 до 5,0 - средняя, от 5,1 до 5,6 - слабая. При V = 50 % и ниже - нуждаемость в известковании сильная, 50-70 % - средняя, более 70 % - слабая, более 80 % ~ почва в известковании не нуждается.

Необходимость в известковании можно определить и по величине гидролитической кислотное™ почвы. При гидролитической кислотности (Нг) больше 1,5 возникает необходимость в

известковании. „ _ „

Количество известковых удобрении, необходимых для нейтрализации повышенной кислотности пахотного слоя почвы до благоприятной для большинства сельскохозяйственных культур (рНв - 6,2-6,5, рНс - 5,6-5,8), называют полной нормой. Полную норму известковых удобрений можно определить по величине гидролитической кислотное™ почвы Например, для карбоната кальция полная норма „несения в т/га равна полуторной величине гидролитической кислотности (Нг) в мг • экв/100 г почвы. Полная норма для СаСО, = ^Нг ^ <^т/га). Содержание кальция в других известковых удобрениях больше, чем в карбонате кальция, поэтому для негашеной извести нужно полную

норму, рассчитанную для СаС0₃, умножить на коэффициент 0,56, для гашеной извести — на 0,74, для магнезита (MgC0₃) — на 0,84.

Норма известковых удобрений, рассчитанная по величине рНс, дифференцируется в зависимости от гранулометрического состава. На супесчаных и легкосуглинистых почвах она меньше (2—4 т/га), на средне- и тяжелосуглинистых — больше (4—7 т/га).

При внесении полной нормы известковых удобрений нейтрализуется актуальная и обменная, значительно снижается гидролитическая кислотность почвы, повышается содержание кальция в почвенном растворе и степень насыщенности почвы основаниями.

Известкование создает благоприятные условия для роста растений и жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Кальций коагулирует почвенные коллоиды, улучшает структуру и водопроницаемость почвы. Нейтрализация повышенной кислотности в почве увеличивает количество доступных форм фосфора, калия и микроэлементов, за исключением бора и марганца, доступность которых после известкования снижается.

Для повышения эффективности известкования нужно равномерно рассевать известковые удобрения специальными сеялками и разбрасывателями и тщательно перемешивать их с почвой. Полную норму известковых удобрений можно заделывать с осени под вспашку или весной под перепашку, при глубокой обработке паровых полей. Целесообразно ²/₃ нормы извести внести с осени под вспашку и ‘/₃ — весной под предпосевную обработку. В этом случае достигается тщательное перемешивание известковых удобрений с почвой и быстрее нейтрализуется повышенная кислотность.

Известкование необходимо сочетать с внесением органических и минеральных удобрений, а под лен и картофель вносить борные удобрения. Известкование значительно повышает эффективность органических и минеральных удобрений. Под влиянием известкования ускоряется минерализация органических удобрений и повышается коэффициент использования питательных веществ растениями.

При наличии солонцовых почв необходимо внесение гипса (CaS0₄ • 2Н₃0) в сочетании с глубокой обработкой почвы и применением органических и азотно-фосфорных минеральных удобрений. Гипсование необходимо для нейтрализации повышенной щелочности, улучшения агрономических свойств солонцов и солонцовых почв, содержащих более 10 % поглощенного натрия от общей емкости поглощения.

Мелиорантами для гипсования почв являются гипс молотый — (CaS0₄ • 2Н₂0) — порошок белого или серого цвета, содержащий 71—73 % CaS0₄, фосфогипс — отход при производстве суперфосфата — порошок белого или серого цвета, содержащий 70—75 % CaS0₄, и 2—3 % Р₂0₅. Гипс и фосфогипс необходимо хранить в сухих помещениях, потому что при высокой влажности они превращаются в комки и глыбы. Сущность гипсования, нормы и способы внесения гипса рассмотрены в разделе 11.6.

После расчетов норм известковых удобрений и гипса определяют потребность в этих мелиорантах на всю площадь, складах для хранения и технике для их внесения.

В-третьих, планируют возможный выход навоза и других местных органических удобрений, распределение их по культурам в севообороте, нормы, сроки и способы внесения в почву, сочетание органических удобрений с минеральными.

Далее планируют распределение минеральных удобрений под культуры севооборота в зависимости от обеспеченности почвы питательными веществами и наличия удобрений в хозяйстве.

При распределении удобрений в севообороте возможны различные варианты в конкретных условиях хозяйства. Если хозяйство полностью обеспечено органическими и минеральными удобрениями, то нормы удобрений в севообороте на планируемый урожай рассчитывают по вышеизложенным методам с учетом обеспеченности почвы легкодоступными формами питательных веществ, влияния предшественников и последействия удобрений. Рассчитывают разницу между поступлением питательных веществ с удобрениями и выносом их с планируемым урожаем в целом по севообороту, баланс питательных веществ в % к выносу. Баланс должен быть положительным. Планируют рациональные сроки, способы внесения и глубину заделки удобрений под каждую культуру севооборота.

Если в хозяйстве мало удобрений, то планируют их внесение под более ценные, ведущие для хозяйства культуры небольшими нормами с использованием самых эффективных приемов их внесения. Например, гранулированный суперфосфат рекомендуется вносить в рядки при посеве зерновых культур в дозе 10—12 кг д.в. на 1 га, азотные удобрения для подкормки озимых ранней весной и т. д. При недостатке в хозяйстве минеральных удобрений их применяют прежде всего под те культуры, которые обеспечивают высокую отдачу и окупаемость. Поэтому в зонах засушливого климата, где эффективность удобрений низка, а вносят их небольшими нормами, не обеспечивается даже простое воспроизводство почвенного плодородия. Для восстановления почвенного плодородия необходимо использовать все источники местных удобрений, выращивать сидеральные культуры на зеленое удобрение, вводить посев многолетних бобовых трав. Для расширенного воспроизводства плодородия почвы необходимо вносить питательные вещества с удобрениями сверх их выноса с урожаями культур. Например, для повышения содержания легкодоступных форм фосфора и калия на 1 мг/100 г в черноземах и каштановых почвах нужно внести с удобрениями сверх выноса урожаями по 80—130 кг Р₂0₅ и К₂0 на 1 га.

Глава 35

w

ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Удобрения являются главным средством увеличения производства продукции растениеводства и повышения ее качества. Доля удобрений в круговороте питательных веществ постоянно увеличивается в связи с увеличением производства продовольствия. Применение промышленных минеральных удобрений обеспечивает не менее половины прироста урожаев сельскохозяйственных культур и повышение качества продукции.

Но нужно знать и всегда помнить о том, что неграмотное хранение и применение удобрений может привести к снижению урожайности культур, ухудшению качества продукции, отравлению животных и человека, к загрязнению окружающей среды.

Хранение навоза в неприспособленных хранилищах, без гидроизоляции и жижесборников сопровождается большими потерями питательных веществ. При неправильном хранении, особенно бесподстилочного навоза, питательные вещества теряются с поверхностным стоком воды и вымываются в грунтовые воды, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Отсутствие типовых складов для хранения минеральных удобрений тоже приводит к значительным потерям питательных веществ и загрязнению окружающей среды. Погрузка, перевозка и хранение незатаренных удобрений сопровождаются большими потерями по сравнению с упакованными в мешки и другую тару. Хранение минеральных удобрений в неприспособленных помещениях приводит к их слеживанию, образованию комков и глыб, снижению их качества. Повышаются затраты на дробление слежавшихся удобрений перед внесением в почву, происходит неравномерное распределение их по площади, что может создать очаги повышенной концентрации солей в почве, изреживание посевов, снижение урожаев и качества продукции.

Внесение удобрений не должно превышать оптимальных норм. Необходимо соблюдение соотношений вносимых питательных веществ на основе точного учета потребностей растений в период их роста и с учетом комплекса почвенно-климатических условий. Применение удобрений на основе комплексной почвенно-растительной диагностики содержания доступных для растений питательных веществ позволяет создавать оптимальные условия питания для растений, получать продукцию высокого качества и не загрязнять окружающую среду.

При внесении высоких норм жидкого навоза с ферм, где животным дают минеральные добавки, возможно накопление в почве микроэлементов в концентрациях, токсичных для растений и животных.

В минеральных удобрениях, наряду с необходимыми элементами для питания растений, содержатся различные примеси в виде солей тяжелых металлов и радиоактивных элементов. Из токсичных примесей содержатся фтор, свинец, кадмий, стронций, мышьяк и др. С фосфорными удобрениями в почву вносится до 5—7 % фтора от их общей массы. В суперфосфате фтор содержится в растворимой форме. Повышенное содержание фтора тормозит фотосинтез растений, нарушает обмен веществ.

В хлорсодержащих калийных удобрениях к вредным примесям относится хлор, который оказывает отрицательное влияние на урожай картофеля, льна и других культур. При внесении высоких норм калийных удобрений содержание калия в растениях превышает допустимые пределы (3 % от сухого вещества), что вызывает тяжелые отравления животных.

При внесении высоких доз азотных удобрений, содержащих нитраты, сульфаты и хлориды, усиливается миграция по профилю гуминовых и фульвокислот, катионов кальция, магния, калия. Вымывание анионов NO3, СГ, SO4" сопровождается миграцией в глубокие горизонты почвы эквивалентного количества катионов Са²⁺, Mg²⁺ и других элементов, необходимых для питания растений.

В условиях промывного водного режима почв преждевременное внесение азотных удобрений, особенно нитратных форм, приводит к потерям азота при вымывании в грунтовые воды, загрязнению окружающей среды нитратами. При одноразовом внесении высоких норм азотных удобрений возрастает содержание нитратов в растениях, превышающее допустимые концентрации. Содержание нитратного азота в растениях более 0,07 % от массы сухого вещества вызывает заболевания животных.

Отрицательное влияние высоких норм азотных удобрений на растения и потери азота в результате вымывания можно свести к минимуму за счет рациональных сроков и дробного внесения их в почву. Например, при орошении азотные удобрения целесообразнее вносить под предпосевную обработку почвы и в подкормки. На сенокосах и пастбищах рассчитанную норму азотных удобрений вносят в несколько приемов после очередного скашивания или выпаса животных.

Внедрение высокоэффективных способов применения удобрений при ограниченных нормах их внесения обеспечивает максимальную продуктивность растений. Нужно добиваться повышения коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений агротехническими приемами обработки почвы, известкованием кислых почв, внесением органических удобрений. Так, внесение органических удобрений значительно снижает поглощение растениями тяжелых металлов: органические вещества почвы образуют с металлами малоподвижные комплексы.

Научнообоснованный расчет норм удобрений, выбор рациональных сроков и способов их внесения обеспечивает получение высоких урожаев, исключает загрязнение почвы и продукции токсичными элементами и поддерживает плодородие почвы на высоком уровне.

Большое значение для охраны окружающей среды и производства экологически чистой продукции сельского хозяйства имеет внедрение новых более совершенных технологий производства промышленных удобрений с тщательной очисткой от вредных примесей. Необходимо введение эколого-гигиенического нормирования качества минеральных удобрений, стандартов на удобрения, содержащие вредные примеси.

Необходим комплексный эколого-агрохимический подход для оптимизации минерального питания растений, изучения баланса питательных веществ в системе почва—растение—удобрение в конкретных почвенно-климатических условиях. Производство продукции сельского хозяйства необходимо осуществлять с сохранением и повышением плодородия почвы без загрязнения окружающей среды.

Библиографический список

1. Агрохимия: учебник / под ред. В. М. Клечковского и

A. В. Петербургского. М.: Колос, 1967.

2. Бурлакова Л. М. Плодородие алтайских черноземов в системе агроценоза. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1984.

3. Бурлакова Л. Л/., Рассыпное В. А., Татаринцев Л. М. Полевые исследования почв Алтайского края: учеб, пособие. Новосибирск, 1984.

А. Докучаев В. В. Русский чернозем // Избр. соч. Т. I. М.: ОГИЗ, 1948.

5. Добровольский Г. В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. М.: МГУ, 1968.

6. Евтефеев Ю. В. Влияние сроков и способов внесения удобрений на урожай яровой пшеницы // Сиб. Вестник с.-х. науки. 1971. № 4. С. 20-26.

7. Земледелие: учебник / под ред. А. И. Пупонина. М.: Колос, 2000.

8. Иванова Е. Н. Классификация почв СССР. М.: Наука, 1976.

9. Иванова Е. Н., Розов Н. И. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Наука, 1977.

10. Карпенко А. Н., Халанский В. М. Сельскохозяйственные машины: учебник. М.: Колос, 1983.

11. Классификация и диагностика почв России / J1. Л. Шишов,

B. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004.

12. Ковриго В. П._у Кауричев И. С, Бурлакова Л. М. Почвоведение с основами геологии: учебник. М.: Колос, 2000.

13. Мишустин Е. И., Емцев В. П. Микробиология. М.: Агропром-издат, 1987.

14. Почвоведение: учебник / под ред. И. С. Кауричева. М.: Агро-промиздат, 1989.

15. Практикум по почвоведению / под ред. И. С. Кауричева. М.: Агропромиздат, 1986.

16. Прянишников Д. Н. Избранные сочинения. М.: Колос, 1965.

Т. I.

17. Роде А. А. Основы учения о почвенной влаге. Л.: Гидрометео-издат, 1965.

18. Сукачев Н. В. Избранные труды. Т. 3. Л.: Наука, 1975.

19. Трофимов И. Т. Кормовые культуры на засоленных почвах. Барнаул: Алт. кн. изд., 1982.

20. Фисюнов А. В. Сорные растения. М.: Колос, 1984.

21. Энергоресурсосбережение в земледелии / под ред. Н. В. Яшу-тина. Барнаул, 2000.

22. Яшутин Н. В., Пост Н. Д. Научно-практические основы земледелия на Алтае. Барнаул, 1994.

23. Яшутин Н. В., ДробышевА. П., Пост Н.Д. Земледелие на Алтае: учебно-метод. и практ. пособие. Барнаул: АГАУ, 2001.

Оглавление

Глава 6. Глава 7.

Глава 8.

Глава 9. Глава 10.

Глава 11.

Глава 17. Размещение сельскохозяйственных культур

Глава 24. Обработка почвы при улучшении природных

Евтефеев Юрий Владимирович Казанцев Геннадий Михайлович

Основы агрономии

Учебное пособие

Редактор Б. Д. Конюшков Корректор О. Н. Картамышева Компьютерная верстка И. В. Кондратьевой Оформление серии Л. Зарецкой

Подписано в печать 19.10.2012. Формат 60x90/16.

Печать офсетная. Гарнитура «Таймс». Уел. печ. л. 23,0. Уч.-изд. л. 23,5. Бумага офсетная. Тираж 3000 экз. Заказ № 7126

Издательство «ФОРУМ»

101990, Москва — Центр, Колпачный пер., д. 9а Тел./факс: (495) 625-32-07, 625-52-43 E-mail: forum-knigi@mail.ru

Но вопросам приобретения книг обращайтесь:

Отдел продаж издательства «ФОРУМ» 101990, Москва — Центр, Колпачный пер., д. 9а Тел./факс: (495) 625-52-43 E-mail: forum-ir@mail.ru www.forum-books.ru

Отдел продаж «ИНФРА-М»

127282, Москва, ул. Полярная, д. 31 в Тел.: (495) 380-05-40 (доб. 252)

Факс: (495) 363-92-12 E-mail: ati@infra-m.ru

Отдел «Книга-почтой»

E-mail: podpiska@infra-m.ru; books@infra-m.ru

Отпечатано с предоставленных диапозитивов в ОАО «Тульская типография».300600, г. Тула, пр. Ленина, 109

' • GP\..%ViOCH

" V rvf;'4'..tf4UiVifflOP yMFCRL ,f>. -POP У ■■' MFORUMOjOP V iv'PGR „If via-'VlFQRt JF/iOGP V i\ v~ l ;>Pu vMFDHUi'v УРРР b 1V1F ^yr^FC^UV.o.-uiP ''Пруп/р'пгР pi

ИЗДАТЕЛЬСТВО с у/ «cpOF^>'V^rIV1»

■ ПРАВО

■ СЕРВИС И ТУРИЗМ

- ИНФОРМАЦИОННЫЕ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

■ ТЕХНИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА

www.forum-books.ru

>4

/a.N| Адрес: 101990, Москва Колпачный пер., д. 9а тел./факс: (495) 625-32-07 '0\ 625-52-43

e-mail: forum-knigi@mail.ru

Отдел продаж Издательства «ФОРУМ»

‘ тел./факс (495) 625-52-43

e-mail: forum-ir@mail.ru

Евтефеев Юрий Владимирович — профессор Алтайского государственного аграрного университета (АГАУ), кандидат сельскохозяйственных наук. Автор 15 научно-методических работ, 5 учебных пособий, из них два рекомендованы МСХ РФ для студентов аграрных учебных заведений.

Казанцев Геннадий Михайлович — заведующий кафедрой Алтайского государственного аграрного университета (АГАУ), кандидат сельскохозяйственных наук. Автор 9 научно-методических работ. Соавтор 2 учебных пособий, одно рекомендовано МСХ РФ.