Методические указания и справочный материал для составления курсового проекта (работы) по системе применения удобрений в севооборотах

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Елецкий Государственный Университет им. И.А. Бунина

Кафедра агрохимии и почвоведения

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ и справочный материал для составления курсового проекта (работы) по системе применения удобрений в севооборотах (для студентов сельскохозяйственного факультета дневной и заочной форм обучения)

Елец - 2007

Методические указания подготовлены к переизданию старшим преподавателем кафедры агрохимии и почвоведения Кравченко В.А.

Одобрены и рекомендованы к переизданию кафедрой агрохимии и почвоведения (протокол №

от

2007 г.)

Рецензент

2

Оглавление Цель и задачи курсового проекта (работы) Содержание курсового проекта (работы) Введение Общие сведения о хозяйстве Характеристики почвенно-климатических условий хозяйства Определение накопления органических удобрений в хозяйстве Химическая мелиорация почв Определение норм удобрений под сельскохозяйственные культуры и расчет потребности удобрений в севообороте. Определение норм органических удобрений на основе баланса гумуса в севообороте Предложения по увеличению выхода органических удобрений в хозяйстве Расчет норм удобрений в системе комплексного агрохимического окультуривания полей (КАХОП) Определение норм удобрений под озимые культуры при возделывании их по интенсивной технологии Расчет норм удобрений на планируемую урожайность методом элементарного баланса Разработка системы и плана применения удобрений в севообороте на основе прямого использования результатов полевых опытов при выборе норм удобрений и их обоснование Расчет годовой потребности удобрений для севооборота Расчет ожидаемого баланса питательных веществ в севообороте и прогноз возможного изменения почвенного плодородия по завершении ротации севооборота Расчет энергетической эффективности применения удобрений в севообороте Список литературы и других источников, рекомендуемых для выполнения курсовой работы (проекта) Приложения

3

Стр. 3 4 5 5 5 6 7 9 9 12 13 17 19 23 26 28 32 35 36

Цель и задачи курсового проекта (работы) Курсовой проект (работа) имеет целью выявить умение студента применять полученные теоретические знания при решении практических задач в области химизации земледелия. В процессе выполнения работы студент расширяет знания в области агрохимических и смежных с агрохимией дисциплин, приобретает навыки самостоятельной разработки системы удобрения в севообороте и других мероприятий, направленных на повышение эффективности средств химизации. При выполнении курсового проекта студент должен: освоить методы расчета норм удобрений под сельскохозяйственные культуры; разработать на примере одного севооборота систему применения удобрений на основе оптимальных рекомендуемых норм удобрений под сельскохозяйственные культуры в данном регионе, с учетом их биологических особенностей питания и последействия удобрений в севообороте; составить на основе разработанной системы план применения удобрений на конкретный год, используя метод поправочных коэффициентов на содержание элементов питания в почве с учетом наличия удобрений в хозяйстве; дать теоретическое обоснование выбранных сроков, способов, доз и форм вносимых удобрений, исходя из планируемой урожайности, агрохимических свойств почвы и биологических особенностей питания культуры; рассчитать баланс питательных веществ и гумуса, дать прогноз изменения содержания доступных форм фосфора и калия в почвах севооборота, наметить пути повышения почвенного плодородия и совершенствования разработанной системы удобрений; дать энергетическое обоснование применения удобрений в системе севооборота.

Содержание курсового проекта Курсовой проект включает следующие разделы: 1. Введение 2. Общие сведения о хозяйстве 3. Характеристики почвенно-климатических условий хозяйства 4. Определение накопления органических удобрений в хозяйстве 5. Химическая мелиорация почв 6. Определение норм удобрений под сельскохозяйственные культуры и расчет потребности удобрений в севообороте. Определение норм органических удобрений на основе баланса гумуса в севообороте 4

Предложения по увеличению выхода органических удобрений в хозяйстве Расчет норм удобрений в системе комплексного агрохимического окультуривания полей (КАХОП) Определение норм удобрений под озимые культуры при возделывании их по интенсивной технологии Расчет норм удобрений на планируемую урожайность (метод элементарного баланса) Разработка системы и плана применения удобрений в севообороте на основе прямого использования результатов полевых опытов при выборе норм удобрений и их обоснование Расчет годовой потребности удобрений для севооборота 7. Расчет ожидаемого баланса питательных веществ в севообороте и прогноз возможного изменения почвенного плодородия по завершении ротации севооборота 8. Расчет энергетической эффективности применения удобрений в севообороте 9. Список литературы и других источников, использованных при выполнении курсового проекта (работы).

1. Введение Во введении необходимо дать понятие системы удобрения в хозяйстве, севообороте и указать основные задачи, которые можно решить благодаря рациональной системе применения удобрений. Увязать значение систематического применения удобрений в севооборотах с повышением их продуктивности, изменением качества получаемой продукции и плодородия почв. Необходимо отразить состояние и перспективы химизации страны, региона, области, где расположено хозяйство. 2. Общие сведения о хозяйстве Для заполнения таблиц данного раздела необходимо использовать следующие документы: годовые отчеты хозяйства за последние годы; бизнес-план на год составления системы удобрений; систему земледелия и план внутрихозяйственного землеустройства; данные статистической отчетности по применению удобрений; материалы почвенного и агрохимического обследования земель хозяйства. 3. Характеристика почвенно-климатических условий хозяйства Сведения о почвенно-климатических условиях хозяйства (района) можно получить из агроклиматических справочников, систем земледелия, а 5

так же почвенного очерка и результатов агрохимического обследования почв хозяйства. С учетом того, что в условиях ЦЧЗ лимитирующим фактором формирования урожая является влага, при анализе климатических условий необходимо провести расчеты действительно возможного урожая на основе влагообеспеченности по формуле: 100 ⋅ W0 ⋅ 0,7 , ц/га ДВУ = Kw

где W0 – количество осадков, выпавших на территории хозяйства, мм; 0,7 – коэффициент их полезности; Kw – коэффициент водопотребления культуры, мм*га/ц сухой биомассы; 100 – коэффициент перевода осадков в ц/га. Справочный материал необходимый для расчета представлен в приложении А. В разделе необходимо дать краткую характеристику почв хозяйства, а также заключение об уровне плодородия почв севооборота для которого будет разработана СПУ, обратив особое внимание на обеспеченность почв микроэлементами и загрязнение их тяжелыми металлами. 4. Определение накопления органических удобрений в хозяйстве

Выход свежего навоза определяют в зависимости от вида животного и продолжительности стойлового периода на основе данных таблицы 1. Таблица 1 – Годовой выход навоза от одного животного при содержании на соломенной подстилке, т Взрослые животные КРС Лошади Свиньи Овцы

Продолжительность стойлового периода, дней 240-220 220-200 200-180 < 180 9-10 8-9 6-8 4-5 7-8 5-6 4-4,5 2,5-3 2,25 1,75 1,5 1,0 1,0 0,9 0.6-0,8 0,4-0,5

Для перевода свежего навоза в полуперепревший используют коэффициент 0,75. При стойловом содержании животных в результате неполного впитывания мочи и разложении навоза образуется навозная жижа. Общее количество образующейся навозной жижи составляет 10-15% от массы свежего навоза. При наличии птицеферм в хозяйстве от 1000 кур можно получить 5-6 т помета, от 1000 гусей 10-11 т, от 1000 уток 8-9 т. При наличии животноводческих комплексов рассчитывают выход полужидкого (бесподстилочного) навоза по формуле: Впж ⋅ Дс ⋅ Чс Нпж = , т 1000 6

где Впж - выход выделений от одной головы животного за сутки, кг; Дс – продолжительность стойлового прериода; Чс – численность стада, гол. Для пересчета органических удобрений на подстилочный навоз пользуются коэффициентами, приведенными в таблице 2. Таблица 2 - Коэффициенты пересчета органических удобрений на подстилочный навоз Виды органических удобрений Подстилочный навоз (влажность до 77%) Твердая фракция бесподстилочного навоза Бесподстилочный полужидкий навоз (влажность Жидкий навоз (влажность 93-97 %) Навозные стоки влажность более 97 %) Торфо-навозный компост Торфо-пометный компост Птичий помет подстилочный (влажность до 65%) Птичий помет полужидкий (80-90%) Солома (с добавлением 8-12 кг/т азота) Сапропель (влажность 60 %) Сидеральные удобрения

90-93%)

Коэффициент пересчета 1,0 1,0 0,5 0,25 0,1 1,2 1,3 1,2 0,65 3,4 0,25 0,25

Органические удобрения лучше хранить в навозохранилищах, расчет площади которых проводят исходя из нормативов приведенных в таблице 3. Таблица 3. Площадь навозохранилища на одну голову скота при высоте укладки подстилочного навоза 1,5-2 м, м2 Вывозка навоза Однократная Двукратная

КРС

свиньи

5,0 2,0

1,5 0,6

Вид скота молодняк КРС и лошадей 3,0 1,2

лошади

овцы, козы

4,0 1,2

0,5 0,2

При навозохранилище для сбора навозной жижи должны быть построены жижесборники. Объем их устанавливают из расчета 1,3 м3 на 100 т хранящегося свежего навоза. При расчете необходимо предусмотреть минимум 4-кратное опорожнение их в период хранения навоза и кратность его вывозки. Вместимость одного жижесборника должна быть не менее 3-4 м3. 5. Химическая мелиорация почв

Для коренного улучшения кислых и солонцовых почв необходимо проводить химическую мелиорацию в сочетании с другими агротехническими приемами. Черноземные почвы нуждаются во внесении кальцийсодержащих удобрений при рН с.в. < 5,5; гидролитической кислотности (Нг) - > 3 мг-экв на 100 г почвы и степени насыщенности основаниями менее 90%. В севооборо7

тах с сахарной свеклой известкование проводят при рН с.в. < 6,0; Нг - > 1,8 мгэкв / 100 г почвы и V% < 95. Норму извести рассчитывают по формуле: Д = 0,05 ⋅ Нг ⋅ d ⋅ h , т/га СаСО3 где 0,05 – эквивалент СаСО3; Нг – величина гидролитической кислотности, мг-экв / 100 г почвы; d – объемная масса почвы, г/см3; h – глубина мелиорируемого слоя, см. Расчетная (полная) форма извести уточняется с учетом гранулометрического состава почвы и биологических особенностей питания культур. На почвах легкого гранулометрического состава, под культуры толерантные к кислотности и степенью насыщенности 80-90%, полная норма СаСО3 может быть уменьшена на 1/4 - 1/3 (оптимальная норма). В других случаях оптимальная норма равна полной. Норму извести в физической массе рассчитывают по формуле: Д опт ⋅ 100 ⋅ 100 ⋅ 100 , Дф = (100 − В ) ⋅ (100 − К ) ⋅ С где Допт – оптимальная норма СаСО3, т/га; В - содержание влаги, %; К - количество недеятельных частиц (крупнее 1 мм), %; C - содержание СаСО3 в известковом удобрении, %. При использовании дефеката в качестве мелиоранта применяют формулу: Д ⋅ 100 ⋅ 100 Д деф = опт (100 − В ) ⋅ С Буквенные значения указаны выше. Солонцовые почвы характеризуются высоким содержанием натрия в ППК и щелочной реакцией почвенного раствора. Они распространены в зоне недостаточного увлажнения и редко занимают сплошные массивы, чаще встречаются в комплексе с высокоплодородными почвами. По содержанию поглощенного натрия их подразделяют на слабосолонцеватые (5-10%), солонцеватые (10-20%) и солонцы (>20%). Необходимость в химической мелиорации возникает при содержании натрия более 10% от емкости поглощения. Норму гипса для химической мелиорации солонцов определяют:

Д д.в. = 0,086 ⋅ ( Na − K ⋅ T ) ⋅ d ⋅ h , т/га где 0,086 – эквивалент CaSO4 . 2H2O; Na – содержание Na в почве, мг-экв/100 г почвы; К- допустимое содержание натрия в долях от емкости поглощения (0,1); Т - емкость поглощения почвы, мг-экв/100 г почвы; d – объемная масса почвы, г/см3; h – глубина мелиорируемого слоя, см. 8

С учетом содержания действующего вещества в применяемых для гипсования материалах дозу конкретного из них (Дф, т/га) рассчитывают по формуле: Д ⋅ 100 , Д ф = д.в. С где Д д.в. – доза расчетная CaSO4 . 2H2O, т/га; С – содержание действующего вещества в удобрении, %. Для определения ориентировочных доз гипса можно пользоваться рекомендациями зональных научно-исследовательских учреждений и центров агрохимического обслуживания сельского хозяйства. В зоне черноземов на корковых содовых солонцах следует вносить 8-10 т/га гипса, при слабой щелочности – 3-4 т/га; на средне – и глубокостолбчатых солонцах – 3-4 т/га, а при наличии соды 5-10 т/га. Исходя из агрохимических показателей почв севооборота, для которого разрабатывается система удобрения, определяют необходимость проведения мелиоративных мероприятий и устанавливают место, дозы и сроки внесения известковых или гипсосодержащих материалов. При отсутствии необходимости проведения мелиорации эти приемы не описываются. 6. Определение норм удобрений под с/х культуры и расчет потребности удобрений в севообороте

6.1 Определение норм органических удобрений на основе баланса гумуса

Роль гумуса в жизни растений многообразна. Гумус определяет основные физические и биологические свойства почвы. Без применения удобрений связь урожая с содержанием гумуса настолько тесная, что гумус становится одним из основных бонитировочных признаков плодородия почвы. Расчет баланса гумуса позволяет осуществить контроль за характером изменения содержания гумуса при сложившейся структуре посевных площадей и уровне применения удобрений. Баланс гумуса – соотношение между его расходом и восполнением. Основными статьями прихода гумуса являются гумификация корневых и пожнивных остатков растений и вносимые органические удобрения. Основные статьи расхода гумуса – минерализация и потери в результате эрозии. Приходные статьи баланса (т/га) 1 . Гумификация корневых и пожнивных остатков. Количество корневых и пожнивных остатков зависит от культуры и урожайности. Количество образующегося из остатков гумуса зависит от их количества и степени гумификации. Его можно рассчитать по формуле: Г1 = У ⋅ К р ⋅ К г , где Г1 – количество гумуса, образующегося из пожнивных и корневых остатков; У- урожай культуры, т/га;

9

Кр – коэффициент накопления корневых и пожнивных остатков относительно урожая культуры (табл. 4); Кг – коэффициент гумификации растительных остатков (табл. 5). Таблица 4 – Коэффициенты выхода корневых и пожнивных остатков относительно урожая основной продукции культуры (Кр) Культура Озимые зерновые Яровая пшеница, ячмень Овес Просо, гречиха Кукуруза на зерно Зернобобовые Многолетние травы на сено

Урожай, т/га 1,0 2,0 3,0 1,0 2,0 3,0 1,0 2,0 3,0 1,0 2,0 1,0 2,0 3,0 1,0 2,0 3,0 1,0 3,0 6,0

Кр 1,8 1,5 1,3 1,6 1,4 1,2 1,8 1,5 1,3 1,7 1,4 1,8 1,5 1,3 1,4 1,3 1,2 2,8 1,9 1,7

Культура Сахарная свекла, кормовые корнеплоды Подсолнечник Картофель Кукуруза на силос Силосные без кукурузы Однолетние травы на сено

Урожай, т/га 10,0 25,0 40,0 1,0 2,0 10,0 20,0 30,0 10,0 20,0 30,0 10,0 20,0 30,0 1,0 2,5 4,0

Кр 0,13 0,11 0,08 2,4 1,7 0,17 0,14 0,10 0,27 0,21 0,16 0,24 0,19 0,17 2,2 1,5 1,2

Таблица 5 – Коэффициенты гумификации растительных остатков и органических удобрений (Кг) Культура, группа культур

Коэффициент

Зерновые, зернобобовые

0,25

Сахарная свекла

0,10

Подсолнечник

0,20

Картофель, овощи, кормовые корнеплоды

0,10

Кукуруза

0,15

Однолетние травы (сено)

0,25

Многолетние травы (сено)

0,30

Навоз подстилочный

0,09

Навоз в пересчете на сухое вещество

0,33

2. Гумификация органических удобрений Органические удобрения повышают урожай, а, следовательно, и количество корневых и пожнивных остатков. Часть органического вещества гумифицируется и непосредственно участвует в восполнении гумуса. О восполнении гумуса за счет внесения органических удобрений будет сказано ниже. Расходные статьи баланса (т/га) 10

1. Минерализация гумуса Размер минерализации гумуса определяется общим количеством гумуса в пахотном слое, степенью его устойчивости при той или иной системе обработки почвы, климатическими условиями. Потери гумуса за счет минерализации можно рассчитать по формуле: П м = Г ⋅ h ⋅ d ⋅ К м ⋅ К к , где Пм – потери гумуса за счет минерализации; Г – содержание гумуса в почве, %; h – глубина пахотного слоя, см; d – объемная масса почвы, г/см3 (таблица 6); Км – коэффициент минерализации гумуса (таблица 7); Кк – относительный индекс биологической продуктивности, который характеризует климатические условия минерализации гумуса в исследуемом месте по отношению к среднему показателю по стране, принятому за единицу. Для ЦЧР равен 1,16. При размещении в одном поле нескольких культур накопление гумуса и потери определяют как средневзвешенные показатели.

Таблица 6 – Объемная масса почвы Объемная масса, г/см3

Почвы Дерново-подзолистые супесчаные

1,4-1,6

Дерново-подзолистые и светло-серые лесные суглинистые

1,3-1,4

Серые лесные

1,2-1,3

Темно-серые лесные, черноземы оподзоленные

1,1-1,2

Черноземы выщелоченные и типичные

1,0-1,2

Черноземы обыкновенные и южные, темно-каштановые

1,1-1,3

Таблица 7 – Коэффициенты минерализации гумуса Группы культур по интенсивности обработки Многолетние травы Зерновые Пропашные Чистые пары

Зоны, почвы лесная Темно-серая лесная, черноземы оподзоЧерноземы выщелоленные и сильновы- ченные и типичные щелоченные 0,0037 0,0032 0,0060 0,0052 0,0125 0,0108 0,0162 0,0140

2. Потери гумуса от эрозии 11

степная Черноземы обыкновенные и южные 0,0027 0,0045 0,0095 0,0120

В результате смыва почвы на эродированных полях и участках происходят потери гумуса, которые можно определить по формуле: С ⋅Г , где Пэ = с 100 Пэ – потери гумуса в результате эрозии, т/га; Сс – среднегодовой смыв почвы, т/га (таблица 8); Г – содержание гумуса в почве, %. По результатам накопления гумуса за счет гумификации корневых и пожнивных остатков и потерь его рассчитывается баланс гумуса по каждому полю и в целом по севообороту: ± Б г = П о − Г1 , т/га, где По – общие потери гумуса, т/га; Г1 – количество гумуса, образовавшееся из корневых и пожнивных остатков. Исходя из баланса гумуса в целом по севообороту определяют дефицит его в расчете на 1 га севооборотной пашни: Б Д г = гс , где n Дг – дефицит гумуса на 1 га пашни, т/га Бгс – дефицит гумуса в целом по севообороту, т; n - количество полей в севообороте. Таблица 8 – Ориентировочный смыв почвы со склонов различной степени крутизны, т/га (по Г.Т. Сурмачу) Агрофон

Уклон, градусов

Без применения противоэрозионных мероприятий черноземы

Зябь Озимые Многолетние травы

До 1 1-3 Более 3 До 1 1-3 Более 3 До 1 1-3 Более 3

0,30 2,30 8,00 0,10 1,30 3,40 0,08 0,09 1,20

Серые лесные почвы 0,40 3,00 10,00 0,20 1,50 4,50 0,10 0,20 0,50

С применением агротехнических противоэрозионных мероприятий Серые лесчерноземы ные почвы 0,20 0,20 1,20 1,60 2,90 3,60 0,05 0,10 0,07 0,80 1,80 2,40 0,06 0,08 0,07 0,10 0,20 0,30

Дефицит гумуса в севообороте можно восполнить путем внесения органических удобрений. Д Н орг = г , где Кг Норг – потребность в органических удобрениях для обеспечения бездефицитного баланса гумуса, т/га; Дг – дефицит гумуса, т/га; Кг – коэффициент гумификации органических удобрений. 12

Коэффициент гумификации стандартного подстилочного навоза КРС приведен в табл. 5. При использовании других видов органических удобрений их пересчитывают на подстилочный навоз (табл. 2) Общая потребность в органических удобрениях по севообороту вычисляется как произведение потребности в т/га и площади пашни севооборота. П орг = Н орг ⋅ S n , т где Норг – потребность в органических удобрениях для обеспечения бездефицитного баланса гумуса, т/га; Sn – площадь пашни севооборота, га. 6.2 Предложения по увеличению выхода органических удобрений в хозяйстве На основе расчета баланса гумуса и выявленного дефицита в органических удобрениях даются предложения по его устранению. Основное внимание, с учетом реалий настоящего периода, следует обратить на непосредственное использование соломы озимых культур на удобрение. Необходимо провести расчет потребного количества соломы для устранения дефицита органических удобрений и азотных удобрений для компенсации минерального азота почвы за счет процессов его иммобилизации при внесении соломы. 6.3 Расчет норм удобрений в системе комплексного агрохимического окультуривания полей (КАХОП) Комплексное агрохимическое окультуривание полей (КАХОП) – это научно обоснованная система применения средств химизации, направленная на повышение плодородия почв и получение запланированных урожаев. Основные особенности применения средств химизации в системе КАХОП: комплексность в соответствии с агрохимическим состоянием почвы и потребностью культур в питательных элементах в последующие годы ротации севооборота; внесение удобрений в лучшие агротехнические сроки и в объемах, необходимых для существенного повышения плодородия почвы и получения запланированного урожая с/х культур. В системе КАХОП используют органические и минеральные удобрения, мелиоранты, фосфоритную муку, реторданты и другие средства химизации. Проводят КАХО, как правило, в поле чистого (черного) пара с последующим размещением на нем озимой пшеницы. Урожайность озимой пшеницы и цель КАХО планируют исходя из уровня содержания доступных форм фосфора в почве. При содержании Р2О5 в почве > 100 мг/кг можно возделывать культуру по интенсивной технологии при одновременном повышении плодородия почв до оптимального уровня. 13

При меньшем уровне обеспеченности (< 100 мг/кг) – озимая пшеница выращивается с применением общепринятой в зоне агротехники и проводимые мероприятия в системе КАХО должны быть направлены на улучшение плодородия. При планировании величины урожая озимой пшеницы можно пользоваться показателями, приведенными в таблице 9. Таблица 9 – Исходные агрохимические показатели почвы и планируемая урожайность озимой пшеницы в оптимальном цикле севооборота Урожайность, т/га

Содержание в почве гумуса, %

Цель проведения агрохимических мероприятий

мг/кг Р2О5

К2О

2,1-2,3

4,4-4,6

< 20

< 20

Повышение плодородия почвы

2,3-3,0

4,6-5,0

20-50

20-40

---- // ----

3,0-4,0

5,0-5,5

50-75

40-80

---- // ----

4,0-4,8

5,5

75-100

80-100

4,8-5,5

> 5,5

> 100

> 100

---- // ---Интенсивная технология, повышение плодородия до оптимального уровня для данного типа почвы

6.3.1 Применение органических удобрений При КАХОП органические удобрения вносят в нормах, обеспечивающих бездефицитный баланс гумуса, один или два раза за ротацию севооборота. При внесении органических удобрений в двух полях севооборота норму внесения их в поле КАХО рассчитывают следующим образом. Прежде всего определяют потребность в органических удобрениях других культур севооборота, исходя из средней рекомендуемой нормы внесения навоза в данной зоне (П1) Объем органических удобрений для КАХОП рассчитывают по формуле: П = П орг − П1 , т где П орг - потребность в органических удобрениях на бездефицитный баланс гумуса в севообороте, т; П1 - потребность в органических удобрениях других культур севооборота. Норма органических удобрений на поле КАХО определяют по формуле П Д орг = , т/га, S где П - объем органических удобрений, планируемый для внесения на поле КАХО, т S - площадь поля, га 14

В случае применения навоза в одном поле севооборота общая потребность в нем, для определения нормы внесения, делится на площадь поля КАХО. 6.3.2 Применение минеральных удобрений Фосфорные и калийные удобрения применяются в нормах, обеспечивающих повышение плодородия почвы и покрывающих затраты на формирование планируемого урожая сельскохозяйственной культуры, идущей по пару КАХОП. Дозы их внесения рассчитывают по формуле: Д Р 2О 5илиК 2О = [(0,1 ⋅ ДР ⋅ Нз ) − Р ] + (У ⋅ N з ⋅ К ), кг/га д.в., где ДР - разность между исходным и планируемым содержанием фосфора или калия в почве, мг/кг; Нз - норма Р2О5 или К2О, необходимая для увеличения содержания их на 10 мг/кг почвы, кг/га; Р - содержание Р2О5 или К2О в планируемой к внесению норме органических удобрений, кг; У - планируемый урожай культуры, идущей по пару КАХОП, т/га; Nз - норматив затрат фосфора или калия на получение 1 т основной продукции, кг; К - поправочный коэффициент на содержание Р2О5 или К2О в почве.

Увеличение содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия за счет минеральных удобрений (ДР) при проведении КАХОП дифференцируется в зависимости от их исходного содержания в почве (табл. 10). Поправочные коэффициенты на агрохимические свойства почвы приведены в таблице 11. Таблица 10 – Увеличение содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве в зависимости от исходного их содержания в почве Исходное содержание в почве, мг/кг (по Чирикову) Р2О5 К2О 120

Возможное увеличение содержания, мг/кг почвы Р2О5 К2О 25 50 20 35 10 25 0 0

Таблица 11 – Поправочные коэффициенты (К) на агрохимические свойства почвы в зависимости от содержания подвижного фосфора и обменного калия Класс обеспеченности почв 1 2 3

Исходное содержание в почве, мг/кг (по Чирикову) P205 K2O 180

0,9 0,8 0,7

0,75 0,5 0,2

1,0 0,7 0,5

* Дозы N корректируются по содержанию Р2О5 Нормы фосфора и калия, необходимые для увеличения содержания их на 10 мг/кг почвы зависят от подтипа почвы и её гранулометрического состава (табл. 12). Таблица 12 – Нормативы затрат питательных веществ для увеличения содержания фосфора и калия на 10 мг/г почвы, кг/га д.в. Гранулометрический состав* 1 Дерново2 подзолистые 3 1 Серые лесные 2 3 1 Черноземы оподзоленные, выщелочен2 ные 3 1 Черноземы типич2 ные и обыкновенные 3

Доза

Почвы

P205 50-60 70-90 100-120 70-80 90-110 120-140 80-90 90-100 100-130 90-100 100-110 120-130

K2O 40-60 60-80 80-100 60-70 70-80 80-90 80-90 80-90 80-90 80-90 80-90 80-90

* 1- песчаные и супесчаные почвы; 2 – легко и среднесуглинистые почвы; 3 – тяжелосуглинистые и глинистые почвы. При расчете норм внесения минеральных удобрений учитывают и количество питательных элементов, поступивших в почву с навозом, исходя из его среднего химического состава: N – 0,5%; P2O5 – 0,25%; K2O – 0,6%. Минеральные удобрения применяемые в системе КАХО, должны обеспечить не только повышение почвенного плодородия, но и затраты элементов питания на формирование урожая культуры, идущей по пару КАХОП. Нормы удобрений для получения планируемого урожая устанавливают методом нормативных затрат элементов питания на получение единицы урожая (табл. 13) с учетом поправочных коэффициентов на содержание подвижных форм фосфора и калия в почве (табл. 11). Таблица 13 - Нормативы затрат элементов питания на единицу основной продукции в ЦЧР, кг д.в. на 1 т Культура Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Кукуруза на зерно Гречиха Просо

N

P205

K2O

28 23 21 21 29 20 30 28

27 21 24 20 26 17 29 27

22 19 19 19 17 14 26 25

16

Горох Вика Сахарная свекла Подсолнечник Кориандр Картофель Овощные Кукуруза на силос Кормовые корнеплоды Однолетние травы (сено) Многолетние травы сено) Сенокосы и пастбища (сухая масса) Плодовые

11 6,5 35 51 5,4 2,9 2,7 2,2 17 11,7 24,2 7,3

30 23 6,6 47 67 6,6 2,3 2,6 2,2 15 12,9 12,3 7,0

16 16 6,5 11 37 5,0 2,9 2,4 2,0 12 12,9 12,3 8,0

Если при расчете окажется, что содержание фосфора или калия во вносимых органических удобрениях достаточно для повышения почвенного плодородия до оптимального уровня и часть их остается на формирование урожая, то норма фосфорных и калийных удобрений рассчитывается как разница между потребностью их на планируемый урожай и оставшейся частью с учетом коэффициентов использования фосфора и калия из навоза (0,2 для Р2О5 и 0,5 – для К2О). Если расчетная норма удобрений получается менее 1 ц физической массы, то она либо округляется до 1 по правилам округления, либо принимается равной 0, так как технические параметры машин для внесения туков не позволяют равномерно распределить по полю минеральные удобрения в дозе менее 1 ц. Если в поле КАХО предусмотрено известкование, а расчетная норма калийных удобрений равна 0, то в целях выравнивания в почве соотношения кальция и калия целесообразно внести 40-60 кг/га К2О. Пример расчета: Исходное содержание Р2О5 – 85 мг/кг почвы, К2О – 105 мг/кг почвы. Почва чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый. Планируемая урожайность озимой пшеницы – 4,5 т/га. В поле будет внесено 40 т/га навоза. а) Расчет нормы фосфорных удобрений. ДР = 20 мг/кг почвы Нз = 100 кг д.в. /га К=1 Nз = 27 кг/т Р = 40 . 2,5 = 100 кг/га Р2О5 Д Р 2О 5 = [(0,1 ⋅ 20 ⋅ 100) − 100] + (4,5 ⋅ 27 ⋅ 1) = 221,5 кг/га ≈ 220 кг/га б) Расчет нормы калийных удобрений. ДР = 25 мг/кг почвы Нз = 80 кг д.в. /га 17

К=1 Nз = 21 кг/т Р = 40 . 6 = 240 кг/га К2О Д Р 2О 5 = [(0,1 ⋅ 25 ⋅ 80 ) − 240] + (4,5 ⋅ 21 ⋅ 1) = [− 40 ⋅ 0,5] + 94,5 ≈ 75 кг/га 6.3.3 Применение мелиорантов в системе КАХОП Мероприятия в системе КАХО планируются на основании материалов, изложенных в разделе 5 данных методических указаний и расчетов, проведенных в соответствующем разделе курсовой работы (табл. 10) 6.4 Определение норм удобрений под озимые культуры, возделываемые по интенсивной технологии При выполнении данного подраздела учитываются показатели того поля, в котором будут размещаться озимые культуры по интенсивной технологии, и планируемая урожайность с учетом предшественника. Нормы азотных удобрений рассчитывают методом элементарного баланса с учетом содержания минеральных форм азота в почве по результатам почвенной диагностики, проведенной до посева культуры. В случае отсутствия указанных данных считают, что в чистых (черных) парах накапливается к моменту посева озимых от 80 до 120 кг/га минерального азота, под многолетними травами – от 60 до 80 кг/га, под зерновыми и пропашными культурами – от 30 до 60 кг/га. За счет минерализации гумуса в период вегетации озимых запасы азота в почве увеличиваются на 20-30% от первоначального его содержания. Расчет ведут по формуле И.С. Шатилова и М.К. Каюмова: N − ( N п + 0,2 ⋅ N п ) ⋅ К п , Д в Ку где Д – норма азота, кг/га; Nв – вынос азота планируемым урожаем (табл. 14), кг/га; Nп – содержание минеральных форм азота в почве до посева культуры, кг/га; 0,2 – коэффициент увеличения запасов минерального азота за счет минерализации гумуса в период вегетации озимых; Кп – коэффициент использования азота из почвы (0,6-0,8); Ку – коэффициент использования азота из минеральных удобрений (0,7). На полях с плоскорезной обработкой мобилизация почвенного азота протекает медленно, поэтому расчетные дозы азота увеличивают на 15-20%. При размещении озимой пшеницы по пару или после многолетних бобовых трав азотные удобрения в основной прием не вносят. Рассчитанные нормы азота применяют в виде подкормок в фазу кущения. Следует иметь в виду, что дозы азотных подкормок должны быть в пределах N30-60. 18

После непаровых предшественников под основную обработку рекомендуется в условиях ЦЧР вносить не менее 2/3 общей нормы азотных удобрений. Оставшийся азот дают в виде подкормок в фазу кущения. Необходимость ее проведения и дозу внесения целесообразно уточнить на основе почвенной диагностики, проведенной в осенний период при опускании t воздуха ниже +10 0С. Для получения высококачественного зерна озимой пшеницы, при размещении ее по чистому пару или бобовым предшественникам, необходимо запланировать некорневую подкормку мочевиной в фазу колошение-налив зерна. Необходимость проведения некорневой подкормки устанавливают на основании результатов тканевой диагностики с корректировкой доз внесения азота по данным листовой диагностики. Нормы фосфорных и калийных удобрений рассчитывают с использованием нормативов затрат их на единицу продукции с корректировкой доз в зависимости от содержания от содержания фосфора и калия в почве. Расчет ведут по формуле: Д = Уп ⋅ Н з ⋅ К , где Д – норма внесения фосфорных или калийных удобрений, кг/га д.в.; Уп – планируемая урожайность, т/га; Нз – норматив затрат фосфорных или калийных удобрений для получения 1 т зерна (табл. 13). К – поправочный коэффициент к дозам фосфорных или калийных удобрений в зависимости от содержания этих элементов питания в почве (табл. 11); Таблица 14 – Вынос питательных веществ 1 т основной продукции с учетом побочной для ЦЧР, кг Культуры 1

N 2 25,6 26,3 31,7 23,6 28,8 26,5 27,1 44,4 44,4 77-100 4,43 44 41,3 49,0 44,4 5,7 3,11 3,22 2,92 2,85 4,66

Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Кукуруза на зерно Просо Гречиха Горох Соя Сахарная свекла Свекловысадки Подсолнечник Рапс зерно Кориандр Картофель Капуста Огурцы Томаты Морковь Столовая свекла 19

P2O5 3 9,2 10,5 10,3 10,0 10,7 9,1 8,2 17,6 13,9 17-40 1,29 20 18,7 23,0 40,1 1,8 0,93 1,53 0,85 1,28 1,75

K2O 4 15,7 23,8 19,0 19,2 28,4 25,2 30,4 66,6 28,0 32-40 5,89 65 99,2 30,0 72,9 7,5 3,45 4,32 3,85 4,36 6,93

Лук репка Кормовая свекла Кукуруза на силос Однолетние травы (сено бобово-злаковое) Однолетние травы злаковые (сено) Однолетние травы бобовые (сено) Однолетние травы в целом (сено) Многолетние травы (сено): злаковые бобово-злаковые люцерна клевер в целом Многолетние травы на з/к Рапс на зеленую массу

1,57 3,69 3,40 22,9 14,5 33,5 21,0

1,20 0,86 1,17 5,8 4,1 4,9 6,4

2,35 4,56 3,45 20, 9 17,7 11,4 19,2

14,4 19,6 28,9 15,9-19,8 24,9 3,7 35-55

4,7 5,0 5,4 4,8-5,7 5,4 1,5 10-20

19,9 19,4 21,2 15,6-16,9 20,4 3,9 60-75

6.5 Определение норм удобрений на планируемую урожайность методом элементарного баланса Норму удобрений этим методом рассчитывают под одну из пропашных или яровых зерновых культур севооборота. Для проведения расчета данным методом необходимо иметь следующие данные: вынос элементов питания 1 т основной продукции с учетом побочной, содержание доступных форм фосфора и калия в почве и коэффициенты усвоения питательных веществ из почвы, органических и минеральных удобрений. Справочные материалы следует использовать применительно к зоне расположения хозяйства. Вынос питательных веществ и коэффициенты их использования из почвы и удобрений для условий ЦЧР представлены в таблицах 14, 15, 16. Содержание усвояемых форм фосфора и калия в пахотном слое заполняется на основе данных таблицы 5 «Курсовой работы» для того поля, где размещается данная культура. Запасы элементов питания в пахотном слое почвы рассчитываются по формуле: П = п ⋅ d ⋅ h ⋅ 0,1 где П – запасы элементов питания в пахотном слое почвы, кг/га; п – содержание питательных веществ в почве, мг/кг; d – объемная масса почвы, г/см3 (таблица 6 методических указаний); h – глубина пахотного слоя, см. Таблица 15 – коэффициенты использования питательных веществ из почвы и минеральных удобрений в ЦЧР.

20

Культуры Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Просо Гречиха Горох Конопля Кориандр Сахарная свекла Подсолнечник Картофель Кукуруза на силос Однолетние травы в целом (сено) Многолетние травы в целом (сено)

Коэффициенты использования питательных веществ из почвы, % К2О Р2О5 7,0 8,8 12,0 22,0 8,2 11,3 10,3 13,8 6,5 18,1 13,6 36,9 4,4 14,0 30,7 32,3 28,2 38,0 10,0 33,1 7,1 10,8 8,8 27,2 15,5 34,2

Коэффициенты использования питательных веществ удобрений, % N 27,3 22,7 36,4 28,6 23,3 35,9 37,9 16,1 38,7 27,5 36,7 25,9

Р2О5 10,2 9,8 10,8 13,4 7,3 15,3 7,1 20,8 11,1 11,4 8,7 9,5 9,5

К2О 20,6 26,8 24,3 25,2 28,6 63,0 48,5 26,9 37,2 54,0 100 51,8 30,0

12,3

27,6

40,0

14,2

52,5

8,9

25,0

-

15,8

59,7

Таблица 16 - Коэффициенты использования питательных веществ растениями из органических удобрений Год действия 1-й год 2-й год 3-й год В целом за ротацию 1-й год 2-й год 3-й год В целом за ротацию

Коэффициенты использования, % N Р2О5 К2О Низкие и средние нормы удобрений 20-25 25-30 50-60 20 10-15 10-15 10 5 50-55 40-50 60-75 Повышенные и высокие нормы удобрений 15-20 15-25 40-50 15 10 10 10 5 40-45 30-40 50-60

Пример расчета норм удобрений балансовым методом для сахарной свеклы приведен в таблице 17. Планируемая урожайность - 40 т/га. Содержание усвояемых форм фосфора и калия соответственно 92 и 131 мг/кг, почва – чернозем выщелоченный. Под предшественник (озимая пшеница) было внесено 40 т/га навоза. Количество азота, поглощенного растениями из почвы рассчитываем на основе закона минимума. При коэффициенте использования из почвы 10% 21

усвояемых фосфора и 33,1% калия растения их почвенных запасов усвоят соответственно 30,4 и 143,1 кг/га этих элементов. 1. Определяем возможную урожайность свеклы за счет почвенных запасов фосфора: 1 т корнеплодов потребляет 1,29 кг Р2О5 За счет 30,4 кг Р2О5 возможно получить х, урожая 30,4кг ⋅ 1т Х1 = = 23,6т / га 1,29кг 2. Определяем возможную урожайность свеклы за счет почвенных запасов калия: 1 т – 5,89 кг К2О Х2 т – 143,1 кг К2О 143,1кг ⋅1т Х2 = = 24,4т / га 5,89кг 3. По закону минимума за счет питательных веществ почвы продуктивность свеклы на данном поле составит 23,6 т/га, так как в минимуме находится фосфор. Определяем количество азота почвы, необходимого для формирования урожая и полученные данные записываем в пункт 6 таблицы 17. 1 т - 4,43 кг N 23,6 т – Х3

23,6т ⋅ 4,43кг = 104,5кг / га 1т Таблица 17 – Расчет норм удобрений на планируемую урожайность сахарной свеклы балансовым методом, (кг/га) Х3 =

Ед. измер.

Показатели

1. Вынос питательных веществ на 1 т основной кг продукции 2. Вынос питательных веществ с 1 га планируекг мым урожаем 3. Содержание подвижных питательных веществ в мг/кг пахотном слое почвы 4. Запасы подвижных питательных веществ в пакг/га хотном слое 1 га почвы 5. Коэффициенты использования питательных % веществ растениями из почвы 6. Количество питательных веществ, поглощенкг ных растениями из почвы с 1 га 7. Будет внесено с 40 т/га органических удобрений кг 8. Коэффициенты использования питательных % веществ растениями из органических удобрений на 2-й год их действия 9. Будет усвоено питательных веществ растениякг ми из органических удобрений 10. Требуется внести с минеральными удобрекг 22

N

P2O5

K2O

4,43

1,29

5,89

177,2

51,6

235,6

-

92

131

-

303,6

432,3

-

10

33,1

104,5

30,4

143,1

200

100

240

20

10

10

40

10

24

32,7

11,2

68,5

ниями 11. Коэффициент использования питательных веществ растениями из минеральных удобрений 12. Необходимо внести питательных элементов с минеральными удобрениями с учетом коэффициента их использования

%

38,7

11,4

54,0

кг

85

100

130

Так как под озимую пшеницу в наше примере вносили 40 т/га навоза, то сахарная свекла будет использовать его последействие. С 40 т/га навоза в почву поступит 200 кг N (40 т * 5 кг N), 100 кг Р2О5 (40 т * 2,5 кг Р2О5) и 240 кг К2О (40 т * 6 кг К2О). Учитывая коэффициенты использования элементов питания из навоза на 2-й год его действия, находим, что из навоза в растения поступит 40 кг N, 10 кг Р2О5 и 24 кг К2О (табл. 16). По разности между выносом питательных веществ урожаем и возможным их использованием из почвы и органических удобрений определяем количество питательных веществ, которое требуется внести с минеральными удобрениями: азот 177,2 - 104,5 - 40 = 32,7 кг фосфор 51,6 - 30,4 - 10 = 11,2 кг калий 235,6 – 143,1 – 24 = 68,5 кг С учетом коэффициентов использования питательных веществ из минеральных удобрений (табл. 15) необходимо внести питательных элементов: 32,7 кг - 38,7 % 32,7*100 азота Х1 = --------------- = 84,5 кг ≈ 85 кг - 100 % 38,7 Х1 фосфора

калия

11,2 кг - 11,4 % Х2

- 100 %

68,5 кг - 54 % Х3

11,2*100 Х2 = --------------- = 98,2 кг ≈ 100 кг 11,4

- 100 %

68,5*100 Х3 = --------------- = 126,9 кг ≈ 130 кг 54

6.6 Разработка системы и плана применения удобрений в севообороте на основе прямого использования результатов полевых опытов при выборе норм удобрений и их обоснование Основным методом определения норм удобрений является полевой опыт. Обобщая данные полевых опытов с эмпирическими дозами удобрений, научно-исследовательскими учреждениями, агрохимслужбой разработаны рекомендации по применению удобрений под различные с/х культуры на основных типах и разновидностях почв при средних агротехнических фонах для всех почвенно-климатических зон страны. Средние рекомендуемые нормы удобрений под сельскохозяйственные культуры, возделываемые в ЦЧР, приведены в таблице 18. 23

В конкретных условиях эти нормы необходимо корректировать в зависимости от агрохимических свойств почвы, гранулометрического состава, характера увлажнения и т.д. В лесостепной зоне, где распространены в основном типичные , выщелоченные и оподзоленные черноземы, за отправную точку введения поправочных коэффициентов к нормам удобрений принимают содержание усвояемых форм фосфора и калия в почве. Дозы азотных удобрений уточняют в зависимости от содержания доступных фосфатов. Поправочные коэффициенты к оптимальным нормам удобрений в нашей зоне приведены в таблице 11. Для почв черноземного типа норма удобрений принята за единицу и отнесена к группе почв со средним содержанием фосфора и повышенным - калия. Для определения уточненной нормы удобрений оптимальную рекомендуемую норму умножают на поправочный коэффициент и округляют до десятков кг. Данный метод выбора норм удобрений в основном используется при разработке системы и плана внесения удобрений в полях севооборота. Система удобрения культур в севообороте – это план размещения удобрений между культурами севооборота с учетом их видов, форм, приемов внесения и наиболее эффективных доз под каждую культуру, составленный на ротацию севооборота. Рационально построенная система удобрения основана на учете почвенно-климатических условий, биологических особенностей питания растений, свойств и взаимодействия удобрений с почвой, приемов и способов их внесения, а также ресурсов удобрений в хозяйстве.

24

Таблица 18 – Оптимальные нормы минеральных удобрений под с/х культуры в ЦЧР Культуры Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Зернобобовые Просо Гречиха Кукуруза на зерно Сахарная свекла Кориандр Махорка Подсолнечник Картофель Конопля Кукуруза на силос (без орошения) Кукуруза на силос (с орошением) Кормовая свекла Суданская трава Однолетние травы Многолетние травы (бобовозлаковая смесь без орошения) Многолетние травы (бобовозлаковая смесь с орошением) Сенокосы и пастбища Плодовые культуры

Серые лесные почвы и оподзоленные черноземы N90P60K40-60 N60-90P60K60 N60P45K40 N60P45K60 N40-60P40-60K30 P40-60K40 N60P45K30 N60P60K60 N60P60K60 N150P150K150 Не возделывают Не возделывают Не возделывают N90P90K60 N120P90K90

Выщелоченные черноземы

Типичные черноземы

Обыкновенные черноземы

N90P60K40-60 N60-90P60K60 N60P45K30 N60P30-45K30-60 N40-60P40-60K30 P40-60K40-60 N60P45K30 N40P40K40 N60P60K60 N120P130K120 Не возделывают N120P60K90 N60P60K60 N90P90K60 N120P90K90

N60P60K60 N30-60P30-60K30 N40P40K30 N60P30-45K30-60 N40P40K40 P40-60K40-60 N30-40P30-40K30-40 N40P40K40 N40P60K60 N120P130K120 N30-40P45-60K30-40 N90P60K60 N60P60K60 N60P60K60 Не возделывают

N60P60K60 N30P60K30 N30P60K30 N30-40P60K30 N30-40P30-40K30 P40 N30P40K40 N40P40K40 N40P60K60 N90P120K90 N40P60K40 N90P60K60 N60P60K40 N60P60K60 Не возделывают

N90P90K60

N90P90K60

N60-90P60K60

N60P60K60

Не возделывают

Не возделывают

N120P120K120

N120P120K120

N90P90-120K90 N60P60K40 P10

N90P90-120K90 N60P60K30 P10

N90P90-120K90 N45P30K30 P10

N45P30K30 P10

N90P60K60

N60P60K60

N60P60K60

N60P60K60

N120P60K60

N120P60K60

N120P60K60

N30P30K30 N60P40K60

N30P30K30 N50-60P40K50-60

N30P30K30 N50P40K50

N30P30K30 N60P40K60

При разработке системы применения удобрений необходимо соблюдать следующие основные принципы: 1. Полное использование всех видов местных удобрений и биологических источников азота – культуры бобовых трав. Нормы внесения органических удобрений должны обеспечить бездефицитный баланс гумуса и определены в курсовой работе на основе баланса гумуса (табл. 11 курсовой работы). 2. В первую очередь удобрения должны получать основные культуры севооборота (в зависимости от его специализации). 3. Основная часть удобрений (80-85%) планируется для внесения в основной прием. Оставшуюся часть удобрений вносят при посеве в рядки фосфорные туки и в подкормку озимых, кормовых культур – азотные. После составления плана внесения удобрений по полям севооборота рассчитывают годовую норму внесения по каждому полю и в целом по севообороту путем суммирования количества удобрений по всем полям. Удобренность 1 га севооборотной площади определяют путем деления общего количества удобрений, внесенных за ротацию, на количество полей. При определении соотношения внесенных элементов питания за единицу принимают количество внесенного азота на 1 га пашни. В этом разделе курсовой работы необходимо обосновать разработанную систему применении удобрений (нормы, приемы, сроки, способы и формы вносимых удобрений), придерживаясь следующего плана: 1. Особенности питания культуры (вынос N, Р2О5 и К2О урожаем, поступление питательных веществ по периодам роста, критические периоды в питании культуры). 2. Рекомендуемые нормы удобрений под культуру и распределение их по приемам внесения с указанием лучших форм удобрений на данном типе почв. 3. Подробно описать удобрение озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии (диагностики почвенная и растительная, их назначение, сроки, способы внесения удобрений). На основе разработанной системы применения удобрений, наличия удобрений в хозяйстве и плодородия каждого поля составляется годовой план внесения удобрений в полях севооборота (таблица 16 курсовой работы). Основное удобрение (табл. 15 курсовой работы) корректируется с учетом обеспеченности почв фосфором и калием. При недостатке удобрений в хозяйстве рассчитанные нормы вносят преимущественно под культуры социально и экономически значимые для хозяйства. С отдельных культур нормы основного удобрения снимают полностью, оставляя припосевное внесение и подкормки. Нормы внесения органических удобрений определяются исходя из наличия их в хозяйстве (табл. 7 курсовой работы) с учетом использования соломы непосредственно на удобрение. При составлении годового плана применения удобрений следует использовать все разделы курсовой работы, выполненные ранее (разделы 5; 6.1; 6.2; 6.3; 6.4).

6.7 Расчет годовой потребности удобрений для севооборота Определение общей потребности в удобрениях по видам и формам позволяет хозяйству обоснованно выделять средства на приобретение удобрений, сделать заказ на проектирование и строительство склада для их хранения. При выполнении курсовой работы годовую потребность в удобрениях следует рассчитать на основании системы применения удобрений в севообороте. Расчет проводят по формуле: Д ⋅S Д ф = д.в. , С где Дф – физическая масса удобрений, ц/га; Дд.в. – доза внесения, кг/га д.в. С – содержание действующего вещества в удобрении, %; S – площадь поля, га. Результаты расчета заносят в таблицу 17 курсовой работы. При выборе форм вносимых удобрений следует учитывать биологические особенности питания культур севооборота. Пример расчета годовой потребности удобрений для севооборота представлен в таблице 19. При заполнении таблицы можно использовать условные обозначения форм удобрений: Азотные Naa – аммонийная селитра Nc – натриевая селитра Na – сульфат аммония Nм - мочевина Nx – хлористый аммоний Фосфорные Рс – суперфосфат простой порошковидный Рдс – двойной суперфосфат Рсг – суперфосфат простой гранулированный Рф – фосфоритная мука Калийные Кх – хлорид калия Кк – калийная соль Кс – сульфат калия Комплексные ДАФ – диаммофос АФ – аммофос НАФК – нитроаммофоска (азофоска) НФК – нитрофоска КАФК – карбоаммофоска 27

Таблица 19 – Пример расчета годовой потребности удобрений в севообороте, ц физической массы Органические удобрения Культура севооборота

Площадь, га

Приемы внесения

основное Пар чистый

100

Минеральные удобрения Naa (35%)

т/га

40

всего

кг/га д.в.

ц

Nм (46%) кг/га д.в.

ц

Рсг (20%) кг/га д.в.

ц

4000

Рдс (45%) кг/га д.в.

ц

60

133

НАФК (16:16:16) кг/га ц д.в.

Кх (60%) кг/га д.в.

ц

60

100

10

17

*

117

рядковое подкормка основное

Озимая пшеница

100

рядковое

10

подкормка

30

86

30

50

65

основное Сахарная свекла

100

330

рядковое

10

29

*

115

20

100

*

150

688

подкормка И т.д. Итого

*

4000

*

65

*

133

*

688

7. Расчет ожидаемого баланса питательных веществ в севообороте и прогноз возможного изменения почвенного плодородия по завершении ротации севооборота

Баланс питательных веществ - это эколого-агрономический показатель, отражающий круговорот питательных веществ в земледелии. Определение баланса питательных веществ в севообороте позволяет, прежде всего, оценить влияние удобрений на плодородие почвы. Кроме того, показатели баланса служат основой качества контроля (сертификации) получаемой с/х продукции и загрязнения окружающей среды при положительных его величинах. Баланс элементов питания складывается из приходных и расходных статей. Приходные статьи баланса (кг д.в. на 1га) 1. Поступление питательных веществ с минеральными удобрениями. В приходную часть включается всё количество питательных веществ, выраженное в кг N, Р2О5, К2О на 1 га и внесенное со всеми видами минеральных удобрений (берется из таблицы 15 «Курсовой работы…»). 2. Поступление питательных веществ с органическими удобрениями (табл. 15 «Курсовой работы …»). Принято считать, что среднее содержание питательных веществ в подстилочном навозе составляет: N-0,5, Р2О5 – 0,25 и К2О – 0,6 %. Если применяются другие виды органических удобрений, то применяются коэффициенты пересчета (табл. 2). 3. Поступление питательных веществ с семенами. При расчетах учитываются нормы высева (табл. 20) и содержание азота фосфора и калия в посевном и посадочном материале (табл. 21). Таблица 20 – Нормы высева семян, ц/га Культуры

Зоны лесостепная

степная

2,0

1,7-2,0

1,8-2,0

1,5-1,8

0,3

0,2

0,6-0,8

0,4-0,5

Травы однолетние

1,8

1,3

Сахарная свекла

0,08

0,06

Подсолнечник

0,08

0,06

Просо

0,2

0,2

Гречиха

0,8

0,5

Озимые зерновые (рожь, пшеница) Яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес, зернобобовые) Кукуруза на зерно Кукуруза на силос и зеленый корм

Таблица 21 – Содержание элементов питания в семенах сельскохозяйственных культур Культура

N 2,50 2,00 2,10 2,10 3,40 4,50 1,85 1,80 2,61 2,36 1,80 0,24 0,32

Озимая пшеница Озимая рожь Ячмень Овес Яровая пшеница Горох Просо Гречиха Подсолнечник Сахарная свекла (семена) Кукуруза Сахарная свекла (корнеплоды) Картофель (клубни)

Содержание, % Р2О5 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 1,00 0,65 0,57 1,39 1,18 0,57 0,08 0,14

К2О 0,50 0,60 0,55 0,50 0,60 1,25 0,50 0,27 0,96 1,03 0,37 0,25 0,60

4. Несимбиотическая азотфиксация. Поглощение атмосферного азота и превращение его в органическую форму осуществляется свободно живущими почвенными микроорганизмами. В зависимости от почвенно-климатических условий за счет несимбиотической фиксации синтезируется от 3 до 10 кг N. Для ЦЧР в среднем 8 кг/га. 5. Симбиотическая азотфиксация (фиксация атмосферного азота клубеньковыми бактериями бобовых культур). Азотфиксация у различных бобовых культур неодинакова (таблица 22) Таблица 22 – Симбиотическая азотфиксация Фиксация азота из воздуха, кг N на 1 кг выноса азота урожаем 0,8 1,4 0,7

Культуры (продукция) Зерновые бобовые Клевер (сено) Бобово-злаковые смеси (сено) Однолетние травы (смеси гороха, вики с овсом и др. культурами) на зеленую массу

0,5

Примечание: При низких урожаях (до 10 ц/га зернобобовых, до 20 ц/га сена бобово-злаковых и менее 100 ц/га зеленой массы однолетних трав) фиксация азота в 1,5 раза выше. 6. Поступление азота с атмосферными осадками. Эта величина изменяется в зависимости от наличия в непосредственной близости соответствующих предприятий и климатических условий. В среднем для ЦЧЗ равно 6 кг/га. Расходные статьи баланса (кг д.в. на 1 га) 1. Вынос питательных веществ урожаем сельскохозяйственных культур. 30

Рассчитывается как произведение показателей выноса одной тонной основной продукции (табл. 14) на планируемую урожайность культур севооборота. 2. Потери азота за счет денитрификации (газообразные потери). Потери от денитрификации происходят в весенний и осенний периоды, когда почва переувлажнена, а температура достаточна, как для микробиологических, так и для химических процессов, приводящих к восстановлению окислов азота до молекулярной формы. Величина потерь азота за счет денитрификации в среднем составляет от 10 до 20% от дозы внесенного азота с минеральными удобрениями и 5-10 % азота, поступившего с органическими удобрениями. Кроме того, нужно учитывать, что газообразные потери азота могут происходить и за счет азота почвы. Средняя величина этих потерь 6-12 кг/га. 3. Потери питательных веществ за счет эрозии. Средние потери элементов питания на эродированных почвах приведены в таблице 23. Таблица 23 – Потери элементов питания на эродированных почвах, кг/га Элемент N Р2О5 К2О

Степень эродированности почв слабоэродированные среднеэродированные сильноэродированные 18 25 30 5 7,5 10 12 20 24

4. Потери питательных веществ за счет вымывания (инфильтрация с атмосферными осадками). Величина потерь питательных веществ за счет вымывания изменяется в очень широких пределах и зависит от почвенно-климатических условий и, прежде всего, от типа водного режима (таблица 24). Таблица 24 – Потери питательных веществ при вымывании, кг/га Зоны

N

Р2О5

К2О

1 2 1 2 1 2 Нечерноземная 10-12 20-25 0,4-0,5 0,8-1,0 4,5-5,0 10-12 Лесостепная 5-6 10-12 0,2-0,3 0,4-0,5 2-3 4-5 Степная 2-3 4-5 Примечание: 1- для почв среднего и тяжелого гранулометрического состава; 2 - для почв легкого гранулометрического состава. Оценка показателей баланса питательных веществ Подсчитав приходные и расходные статьи, определяют показатель интенсивности баланса по каждому элементу, который представляет собой отношение суммарной величины прироста к величине суммарного расходова31

ния, выраженное в процентах. Интенсивность может быть меньше 100% (дефицитный баланс), равна 100% (бездефицитный баланс) и более 100% (положительный баланс). Уровень интенсивности баланса азота связан, в первую очередь, с продуктивностью севооборота и вкладом биологического азота. В полевых севооборотах на дерново-подзолистых почвах оптимальная интенсивность баланса азота, обеспечивающая планируемую продуктивность и экономическую безопасность агроэкосистем, составляет 115-120% (с обязательным участием бобовых культур или их травосмесей с преобладанием бобового компонента), на черноземных почвах – 90-100%. Интенсивность баланса фосфора и калия зависит от планируемой скорости увеличения содержания подвижных питательных элементов и их исходного наличия в почве. В таблице 25 приведены показатели интенсивности баланса фосфора и калия, при которых увеличение содержания питательных элементов в почве сопровождается повышением продуктивности севооборота или ее стабилизацией. Таблица 25 - Примерные нормативы баланса питательных веществ в севообороте для черноземных почв (справочник " Химизация в отраслях АПК ", 1989 г.) Интенсивность баланса, %

Содержание питательных элементов в почве Низкое и очень низкое Среднее Повышенное Высокое Очень высокое

N 100 100 100 90 90

P2O5 140 100 90 70 50

K2O 50 40 30 -

Более высокие показатели баланса фосфора и калия ускоряют темпы изменения плодородия почв. Они оправдывают себя только при высокой культуре земледелия в хозяйстве, обеспечивающей плановую продуктивность севооборота. Баланс фосфора и калия в почве согласуется с изменением доступных их соединений в почве под действием фосфорно-калийных удобрений. При положительном балансе этих элементов питания можно сделать прогноз изменения содержания фосфора и калия в почвах севооборота. Расчет прогнозируемого содержания усвояемых форм фосфора и калия делают на основе формулы: (П мин + П орг − В ) C пр = Сисх + ⋅Т , 0,1 ⋅ Н р где Спр – прогнозируемое содержание питательного вещества, мг на 1 кг почвы; Сисх – исходное содержание питательного вещества, мг на 1 кг почвы; 32

Пмин – поступление питательного вещества с минеральными удобрениями, кг/га; Порг - поступление питательного вещества с органическими удобрениями, кг/га; В – вынос питательного вещества урожаем, кг/га; Нр – норма расхода фосфора или калия, внесенного сверх выноса на увеличение его содержания на 10 мг на 1 кг почвы; 0,1 – коэффициент перехода от 10 мг к 1 мг; Т – период, за который делается прогноз, лет. Оценку прогнозируемого содержания доступных (усвояемых) форм фосфора и калия следует делать исходя из их оптимального уровня в черноземах: Р2О5 – 150-200 мг/кг (4-5 класс) и К2О – 120-180 мг/кг (5-6 класс) Составление баланса элементов питания позволяет осуществлять контроль и за состоянием окружающей среды. 8. Расчет энергетической эффективности применения удобрений в севообороте

Завершающим этапом в оценке действия удобрений является расчет их экономической и энергетической эффективности. Целесообразность энергетического подхода в оценке эффективности сельскохозяйственного производства приобретает особую актуальность в настоящее время, когда в период становления рыночных отношений применяемые стоимостные показатели, из-за крайней нестабильности цен, теряют прежний смысл. Энергетическая эффективность не зависит от цен и представляет собой отношение энергии накопленной в прибавке урожая к энергозатратам на внесение удобрений, включая затраты на их производство. E R= n , Eз где R – энергетическая эффективность или биоэнергетический КПД применения удобрений; Еn – энергия, накопленная в прибавке урожая основной продукции с учетом побочной, МДж; Ез – энергозатраты на применение удобрений, МДж. Затраты на удобрения (Ез) определяются как сумма энергозатрат на применение всех видов удобрений: азотных, фосфорных, калийных, комплексных, навоза, мелиорантов, применяемых в системе севооборота Е з = E N + E P + E K + E компл + E Н + Едр. Затраты на каждый вид удобрения определяют однотипно на основе данных табл. 26 по формуле: E N = N ⋅ E1N , где N – норма внесения азотных удобрений, кг д.в. на га севооборот ной площади (табл. 15 «Курсовой работы…»); Е1N – энергозатраты на применение 1 кг д.в. азотных удобрений. 33

Таблица 26 – Совокупные затраты на применение удобрений, МДж / кг д.в. Удобрения

Энергозатраты

Азотные Фосфорные Калийные Комплексные Навоз (80 % влаги) Компосты (60 % влаги) Известковые Местные минеральные

86,6 12,6 8,3 51,5 0,42 1,7 3,8 2,9

При расчете энергозатрат на органические удобрения их физическую массу предварительно переводят в общее количество содержащихся в них питательных веществ (N + P2O5 + K2O), кг/га. При определении прибавки урожая основной продукции (Уп) культур севооборота (таблица 22 курсовой работы) необходимо использовать нормативы прибавок урожая с/х культур, приведенных в таблице 27 «Методических указаний...» Таблица 27- Нормативы прибавок урожая при оптимальных нормах удобрений для ЦЧР Культура Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Кукуруза на зерно Горох Зернобобовые (вика с овсом) Просо Гречиха Сахарная свекла Кормовая свекла Столовая свекла Подсолнечник Кориандр Картофель Овощные Кукуруза на силос Однолетние травы (сено) Многолетние травы (сено)

Кг на 1 кг питательных веществ минеральных удобрений 4,8 4,0 4,4 3,95 4,6 4,0 3,3

без минеральных удобрений 12 10 12 12 12 20 -

с минеральными удобрениями 9 8 10 10 10 12 -

5,6 3,0 3,2 29,7 67,7 55,2 2,35 1,2 19,5 38,7 25,8

150 95 120

105 75 90

7,4

-

-

10,1

-

-

Кг на 1 т навоза в первый год действия

34

Содержание энергии в 1 кг основной продукции (Еу) приведено в таблице 28. Количество энергии накопленной а прибавке урожая определяют по формуле: Е п = Е у ⋅ У п , МДж/га Таблица 28 - Содержание энергии в 1 кг урожая различных культур, Мдж/кг Пшеница: озимая яровая мягкая твердая Рожь Ячмень Овес Просо Гречиха Рис Фасоль Горох Сорго (зерно) Кукуруза: на зерно на зеленый корм

Сахарная свекла Подсолнечник: семена зеленая масса Соя Картофель Бахчевые Овощные Кормовые корнеплоды Многолетние травы (сено) Люцерна (сено) Однолетние травы (сено) Лугопастбищные травы (сено) Зернофуражные культуры на зеленый 15,14 корм (в пересчете на сено) 4,10 16,45 16,61 16,76 16,76 16,45 16,17 16,94 16,67 15,99 17,78 17,69 15,77

2,56 17,83 4,20 18,10 3,66 1,64 1,44 4,10 3,78 5,46 3,28 3,24 4,62

Энергетический КПД (R) определяют по вышеуказанной формуле. Целесообразно КПД рассчитать по каждой культуре и в целом по севообороту. В заключении по данному разделу необходимо сделать оценку действия удобрений с учетом данных агрохимслужбы. Биоэнергетический КПД применения удобрений по прибавке основной продукции составляет в целом по стране: у озимой пшеницы – 1,54; озимой ржи – 1,49; яровой пшеницы – 1,29; ячменя - 1,76; кукурузы на зерно – 1,87; сахарной свеклы - 1,95, а в среднем по культурам - 1,19. 9. Список литературы, рекомендуемой для выполнения курсовой работы

1. Агрономическая тетрадь возделывания зерновых культур по интенсивной технологии. - М.: Россельхозиздат, 1986. - 230 с. 2. Агрохимия / Под ред. Б.А. Ягодина.- М.: Колос, 2002. – С. 383-483. 3. Артюшин А.М. Краткий справочник по удобрениям / А.М. Артюшин, Л.М. Державин. -М.: Колос, 1984 . - 208 с. 4. Ефимов В.Н. Система удобрения / В.Н Ефимов, И.Н Донских, В.К. Царенко. – М.: Колос, 2002.- 320 с. 5. Индустриальная технология применения минеральных удобрений / Сост. М.Н. Марченко. - М.: Россельхозиздат, 1987. -239 с.

35

6. Методические указания по определению баланса питательных веществ: азота, фосфора, калия, гумуса, кальция. - М.: Изд-во ЦИНАО, 2000.- 40 с. 7. Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеральные удобрения / В.Г. Минеев, Б. Дебрецени, Т. Мазур. -М.: Колос, 1993.- 415 с. 8. Нормативы оценки урожайности зерновых культур, сахарной свеклы, льна долгунца, картофеля и эффективности удобрений на основных почвах России. - М.: Изд-во ЦИНАО, 2000.- 72 с. 9. Органические удобрения: Справочник / П.Д. Попов, В.И. Хохлов, А.А. Егоров и др. - М.: Агропромиздат , 1988.- 207 с. 10. Рымарь В.Т. Возделывание озимой пшеницы в Центральном Черноземье / В.Т. Рымарь, Г.П. Покудин, А.М. Жабин и др. - Изд-во Каменная степь -Санкт-Петербург, 2001. - 39 с. 11. Рымарь В.Т. Рациональное применение удобрений в ЦЧЗ / В.Т. Рымарь, Г.П. Покудин, А.М. Жабин и др. - Изд-во Каменная степь Санкт-Петербург, 2001. -16 с.

36

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А Коэффициенты водопотребления и соотношения основной и побочной продукции различных с/х культур Kw мм*га/ц

Культура Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Просо Гречиха Горох Кукуруза на силос Кукуруза на зерно Сахарная свекла Подсолнечник Картофель

400-450 350-400 400 400 450 250-300 500-600 400-450 250-350 250-325 375-475

Соотношение ос- Содержание воды новной: побочной в основной пропродукции дукции, % 1:1,5 14 1:2 14 1:1,3 14 1:1,2 14 1:1,3 13 1:1,3 14 1:1,5 13 1:1,5 1:1,23 15 1:0,55 75 1:1 8 1:1 78

Приложение Б Химический состав подстилочного навоза (По данным ЗАЛ, обобщенным ЦИНАО) Химический состав рН С:N Содержание при натуральной влажности, %: азот общий азот аммиачный Р2О5 К2О Органическое вещество Зола Вода

Вид навоза свиной конский 7,9 7,9 13 21

КРС 8,1/7,9 19/6 0,54/0,60 0,07/0,08 0,28/0,30 0,60/0,60 21,0/19,4 14,0/65,0/66,5

0,84 0,15 0,58 0,62 21,9 17,4 60,7

0,59 0,09 0,26 0,59 22,6 8,4 69,0

овечий 7,9 17 0,86 0,14 0,47 0,88 28,0 23,0 49,0

Примечание: в числителе по КРС данные по стране, в знаменателе – по ЦЧР Приложение В Химический состав бесподстилочного навоза в зависимости от способов его удаления (данные С.В. Макаренко) Процент сухого вещества Навоз КРС Бесподстилочный, удаленный механическим способом с выгрузкой наклонным транспортером 17,0 Способ удаления навоза

37

Содержание в сыром веществе, % N

P2O5

K2O

0,48

0,26

0,38

Самоточно-сплавной непрерывного действия и механическим способом при со5,5 вместном сборе и хранении кала и мочи отстойно-лотковой (шиберная) системой Бесподстилочный (жидкая фракция) 1,1 Свиной навоз Бесподстилочный: Удаленный механическим способом с выгрузкой наклонным транспортером* 17,8 Самотечно-сплавной непрерывного действия 11,7 Гидросмыв 1,3

0,30

0,15

0,25

0,16

0,03

0,07

0,58

0,38

0,28

0,62 0,13

0,25 0,66

0,20 0,07

* Химический состав кала, так как моча при выгрузке экскрементов в прицеп теряется. Приложение Г Химический состав птичьего помета, % на сырое вещество (по данным ВНИПТИОУ) Вид помета Куриный Утиный Гусиный Индюшиный

Влажность, % 75 83 83 75

N

P2O5

K2O

CaO

1,5 ± 0,2 0,6 ± 0,1 0,5 ± 0,2 0,7 ± 0,2

1,4 ± 0,2 0,8 ± 0,3 0,5 ± 0,1 0,6 ± 0,1

0,5 ± 0,1 0,3 ± 0,1 0,8 ± 0,1 0,5 ± 0,1

1,1 ± 0,4 1,0 ± 0,2 0,6 ± 0,1 0,6 ± 0,1

Приложение Д Рекомендуемые дозы подстилочного навоза в севообороте, т/га Почвы Серые лесные: песчаные и супесчаные

суглинистые и глинистые

Черноземы: Оподзоленные, выщелоченные, типичные в среднем Обыкновенны, предкавказские, южные в среднем Каштановые в среднем

Содержание гумуса, %

Культура картофель, Периодичность озимые зервнесения, лет силосные, новые корнеплоды

< 1,5 1,5-2,5 2,5-3,0 > 3,0 < 2,0 2,0-2,5 2,5-3,5 > 3,5

60 50 50 40 60 55 50 40

70 60 50 50 70 60 50 50

4

-

40

60

5

-

30 25

40 50

4 4

38

5

Приложение Ж Рекомендуемые дозы азота бесподстилочного навоза под с/х культуры, кг/га (по данным ВНИПТИОУ) Культура Почвы

озимые зерновые

картофель

силосные, корнеплоды

140 120

160 140

200 200

100 90 90

160 140 140

160 140 140

Серые лесные: песчаные и супесчаные суглинистые и глинистые Черноземы: выщелоченные, оподзоленные, типичные обыкновенные, южные каштановые

Приложение З Характеристика известковых и гипсосодержащих удобрений Влажность, %

Удобрение

Известняковая мука: стандартная класса Б

Состав, % на сухое вещество Общее содержание СaO+MgO Примеси, % СаО+MgO в пересчете на CaCO3 или CaSO4

до 4

42-56

85-100

до 1,5

42-56

85-100

Молотый мел

до 30

до 56

до 100

Дефекат

до 30

-

до 60

Гипс сыромолотый Глиногипс Фосфогипс

до 8 до 8

-

71-73 60-90 70-75

пылевидная класса А

0-15 (глина, песок) 0-15 (глина, песок) 0-10 (глина, песок) N – 0,8-0,7 P2O5-0,2-0,9 К2О 0,5-1,0 Орг. в-во - 15 1-11 (глина) 2-3 Р2О5

Формула извести, гипса в удобрениях

СаСО3 СаСО3 СаСО3

СаСО3 СаSO4 *2H2O СаSO4 *2H2O СаSO4 *2H2O

Приложение И Ассортимент минеральных удобрений, применяемых в зоне Удобрение

Содержание действующего вещества, %

Азотные Аммиачная селитра Мочевина (карбамид) Безводный аммиак Аммиачная вода Карбамид-аммонийно-нитратные удобрения (КАС) Фосфорные Суперфосфат простой гранулированный Двойной суперфосфат Фосфоритная мука Калийные Хлористый калий Сульфат калия 39

34-35 46 82,3 20,5 28-32 19-20 43-49 20-29 57-60 46-50

40%-ная калийная соль

40 Комплексные

Аммофос Диаммофос Калийная селитра Нитрофоска: азотно-сернокислая (марка В) азотно-сульфатная (марка Б) азотно-фосфорнокислотная (марка А) Нитроаммофоска (азофоска)

N – 11-12; P2O5 – 46-60 N – 18-21; P2O5 – 46-63 N – 13; К2O – 46 N – 12; P2O5 – 12; К2О – 12 N – 13; P2O5 – 10; К2О – 13 N – 16; P2O5 – 16; К2О – 16 N – 17,5; P2O5 – 17,5; К2О – 17,5 (возможно другое соотношение) N – 20; P2O5 – 20; К2О – 20 N – 20-21; P2O5 – 20-21

Карбоаммофоска Карбоаммофос

40