Лекция 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Лекция 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

 

Понятие оптимальной, рациональной и предельной нормы удобрений.

2. Методы определения норм минеральных удобрений под культуры.

Система удобрений отдельных культур в севообороте.

Экологические проблемы и функции агрохимии.

Понятие оптимальной, рациональной и предельной нормы удобрений

Понятие об избирательности, продолжительности и интенсивности поглощения элементов питания; критический период

Каждая культура в индивидуальном развитии от семени до семени проходит характерную для нее динамику (цикл) потребления питательных элементов. Зная ее, можно, а часто и нужно с помощью удобрений регулировать этот процесс.

За длительный период своего развития в конкретных условиях природной среды с определенным характером миграции элементов и соединений в трофической цепи растения приобрели специфическое морфологическое строение, направление биохимических и физиологических процессов. Установились определенные количественные соотношения между отдельными биофильными элементами. Историческим развитием растений генетически предопределено содержание отдельных элементов, их соотношение в растениях и товарной продукции, которые незначительно варьируют в определенных пределах.

Константность элементного состава растений обеспечивается характерной для всех растений избирательностью в поглощении элементов и веществ, которая меняется с возрастом растения. Она является важным экологическим фактором – благодаря ей растения выступают биологическим барьером (после почвенного покрова) на пути проникновения тяжелых металлов и других загрязняющих веществ в корма и пищевые растительные продукты. Избирательность в поглощении элементов питания обеспечивается характером физиолого-биохимических процессов синтеза органических соединений в растениях.

Между отдельными культурными растениями, сортами имеются различия в продолжительности поглощения элементов питания, в интенсивности их потребления. При этом общим для всех культур и сортов остается характер поглощения элементов питания в отдельные фазы роста и развития. В ранние фазы роста и развития растений интенсивность поглощения элементов питания слабая, элементы питания необходимы в небольшом количестве, но в легко усвояемых формах. С возрастом растения меняется соотношение поглощаемых растениями питательных элементов, усиливается способность растений их усваивать из менее растворимых соединений в силу изменения характера биохимических процессов в растениях, развития корневой системы, интенсивности ее воздействия на источники элементов питания.

Потребность и поступление питательных веществ растение неравномерное. Для растений свойственны критические периоды (отрезок времени, когда питательные вещества вызывают наибольший положительный эффект):

а) в начальном периоде онтогенеза растениям необходимо небольшое, но позиционно и физиологически доступное количество элементов питания. В семенах и клубнях запасов элементов питания недостаточно и в то же время слабо развитая корневая система не способна еще охватить необходимый объем почвы для извлечения нужного количества питательных веществ;

б) в период интенсивного формирования вегетативной массы отмечается усиленное поглощение всех элементов питания, их недостаток сопровождается снижением урожая и ухудшением качества растительной продукции.

 

Нормы удобрений

Оптимальнаянорма  – это норма, которая обеспечивает получение высокого урожая хорошего качества при максимальном чистом доходе с 1 га при условии постепенного повышения или создания оптимального уровня плодородия почвы за ротацию севооборота. При возрастании норм вносимых удобрений оплата 1 к питательных веществ прибавкой урожая, начиная с какого-то уровня, снижается. Поэтому, если хозяйство имеет мало минеральных удобрений, тот ему выгоднее применять меньшие нормы на большей площади и получать больший валовой урожай, чем использовать более высокие нормы удобрений наименьшей площади. Но если хозяйство из года в год вносит значительное количество удобрений, получает высокие урожаи, интенсивно повышая плодородие полей, то дальнейшее увеличение урожая, снижает отдачу от дополнительного внесения удобрений. Но в этом случае получается больше продукции с 1 га. Так появляется понятие – рациональная норма удобрений.

Рациональная норма – это такая норма, которая при сложившихся организационно-хозяйственных условиях производства позволяет получить возможно больший выход продукции хорошего и удовлетворительного качества с 1 га пашни и интенсивно повышать плодородие почвы при обязательном экономическом эффекте от применения удобрений. Однако существует предел внесения удобрений при определенных почвенно-климатических условиях. В противном случае возникает опасность загрязнения окружающей среды.

Предельная норма – это норма, которая обеспечивает максимально высокий урожай допустимого качества при условии, как минимум, самоокупаемости от удобрений. Ввиду важности получения максимального количества сельскохозяйственной продукции с единицы площади это может быть оправдано, когда все хозяйства будут иметь достаточное количество удобрений.

Прежде, чем определить норму, нужно знать потенциальную продуктивность сорта и установить возможную его фактическую урожайность в зависимости от метеорологических показателей, гранулометрического состава почвы и ее плодородия, возможного уровня агротехники. Потенциальная продуктивность сорта указывается в сортовом свидетельстве или берется по данным госсортоучастков. Существует специальная методика определения потенциальной урожайности по приходу фотосинтетической активности радиации (ФАР) и коэффициенту ее использования, который колеблется в пределах 1-3 %.

Величину возможной урожайности основной продукции (У.т/га) в зависимости от влагообеспеченности растений в различных почвенно-климатических зонах определяют по формуле:

                            У = [1000 (W + Р)] / [К_В • S (100 – В_С )],

где:  W – запас продуктивной влаги в метровом слое почвы весной, мм;

    Р  – сумма осадков за вегетационный период культуры, мм;

  К_В – коэффициент водопотребления данной сельскохозяйственной культуры;  

  В_С – стандартная влажность основной продукции, %;   

    S – сумма частей в соотношении основной продукции и побочной в общем урожае

           биомассы (например, у озимой пшеницы отношение зерна к соломе составляет

           1: 1, 5, а сумма частей при этом равна 2, 5.).

 

2. Методы определения норм минеральных удобрений под культуры

Фосфор. Фосфор меньше теряется в окружающую среду вследствие малой его подвижности в почве и не представляет такой экологической опасности, как азот. Потери фосфатов чаще всего происходят в результате эрозии почвы. В результате поверхностного смыва почвы с каждого гектара уносится до 10 кг фосфора. Потери же водорастворимых фосфатов с поверхностным стоком небольшие. При вымывании из почвы потери фосфора составляют не более 1 кг/га. Высокая способность глинистых и суглинистых почв связывать фосфаты в водонерастворимые комплексы удерживает его от миграции по профилю почвы, тем более до грунтовых вод.

Калий. Потери калия более значительны, чем фосфора. Вымывание калия составляет около 5-10 кг/га пашни и более в зависимости от вида культуры, гранулометрического состава почвы, количества атмосферных осадков и т.д. Повышение коэффициента использования калия и уменьшение потерь достигается за счет комплекса современных мер (оптимальное сочетание со всеми питательными элементами, уплотненные посевы промежуточных культур, дифференцированные почвозащитные системы обработки почвы, химическая мелиорация почв, орошение и осушение и др.)

Интенсивное применение минеральных удобрений усиливает миграцию и потери кальция, магния, серы и других биогенных элементов

Эрозия почвы. Большой ущерб в условиях интенсивного земледелия наносит эрозия почвы. Она приобретает глобальный характер и требует коллективных усилий всех стран, как и при решении других проблем охраны окружающей среды. Только овраги ежегодно «съедают» 100-200 га земли, а площадь, выводимая из аграрного использования, в 3-4 раза превышает площадь оврага. В результате эрозии почвы теряется 20% продукции растениеводства.

Степень развития эрозии почвы и размера ущерба от нее зависят от многих факторов: рельефа местности, вида культуры, гранулометрического состава почвы, интенсивности орошения или выпадающих атмосферных осадков, уровня удобренности полей, системы обработки почвы и др.. Потери массы почвы и органического вещества за счет водной эрозии в зависимости от степени эродированности почв могут достигать десятков тонн массы плодородного горизонта почвы и тонн гумуса с гектара в год.

Потери отдельных питательных элементов от эрозии почвы бывают разными в зависимости от характера использования аграрных угодий, крутизны склона, интенсивности орошения и т.д. По обобщенным данным научных учреждений России, недобор урожая на слабосмытых почвах составляет 10-12 %, на среднесмытых – 30-50, а на сильносмытых – 60-80 %.

Среди комплекса важнейших противоэрозионных мероприятий мощным агротехническим средством повышения противоэрозионной устойчивости почв является применение органических и минеральных удобрений. Растения на удобренной почве развивают более мощную корневую систему, улучшают физические свойства почв, что способствует защите почв от эрозии. Правильный выбор форм, доз, сроков и способов внесения и заделки удобрений является важным средством предотвращения потерь питательных веществ при смыве и выщелачивании из почвы.

Токсичные примеси.

Существенным недостатком многих минеральных удобрений является наличие в них сопутствующих балластных элементов (фтора, хлора, натрия), а также токсичных тяжелых металлов (кадмия, свинца, мышьяка). Содержание небольших доз микроэлементов (Cu, Mo, Mn, B, Zn) полезно, если не превышает токсической нормы. Систематическое внесение с минеральными удобрениями незначительных примесей тяжелых металлов и других токсичных веществ, ведущее к накоплению их в почве, представляет очень серьезную экологическую опасность.

Большую опасность представляет кадмий фосфатов. Он близок по свойствам кальцию и трудно (и дорого) выделяется из фосфатных руд.

Потенциальным источником загрязнения почв культурных угодий являются представляющие особую опасность применяемые на удобрение отходы промышленности, осадки сточных вод (ОСВ), фосфогипс, а также сапропель и др. Обычно их применяют в больших дозах, так как полезного компонента в них мало. Систематическое их использование чревато насыщением почвы тяжелыми металлами и другими вредными веществами до токсического уровня. Значительное загрязнение почв токсическими элементами возможно при использовании на удобрение осадков сточных вод (ОСВ).

За последние годы довольно активно ставится вопрос о широком использовании сапропеля в качестве органического удобрения. С ним также возможно попадание в почву тяжелых металлов и токсических соединений.

Многочисленные пути возможного загрязнения природной среды агрохимическими средствами не остаются без последствий, а оказывают многостороннее негативное влияние практически на все звенья биосферы.

Лекция 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

 

1234Следующая ⇒

Поделиться: