Эффективность азотных удобрений и факторы ее определяющие

Азот в почве представлен главным образом органическими соединениями, 95-99 % из которых растения не могут усваивать азот непосредственно. Растения способны усваивать из почвы только азот минеральных солей, на долю которого приходится около 1 % от общего его содержания. Но именно этот азот, представленный в основном солями аммония и азотной кислоты, и является источником азотной пищи. Обеспеченность растений минеральным азотом зависит от скорости разложения органического вещества почвы, которая в свою очередь определяется свойствами почвы, условиями внешней среды, такими как: водный, тепловой, воздушный режимы, рН среды и др.

При хорошей аэрации почв и температуре 15 ^оС и более образующийся в почве в процессе минерализации азот аммония (NH₄) быстро окисляется до нитратов (NO₃).

Поэтому преобладающей минеральной формой азота в почвах Северного Казахстана является азот нитратов. Количество его зависит не только от типа почвы, обеспеченности ее азотистыми органическими веществами, но и от гидротермических условий, характера использования поля, возделываемых культур и т. д. Наиболее благоприятные условия для процесса нитрификации складываются в паровом поле, где содержание нитратов по отношению к исходному может увеличиваться в 2-3 раза и обеспечивать высокий уровень азотного питания первой культуры после пара. Но как показали исследования КазАУ, в случае экстремально засушливых условий в период парования поля, когда за сельскохозяйственный год выпадает менее 200 мм осадков, процесс нитрификации в почве подавляется. После таких лет азотный режим почвы может складываться неудовлетворительно уже на первой культуре после пара. По мере удаления культур от пара содержание азота нитратов в почве снижается в 2-3 раза, а иногда и в 3-4 раза. И это является общей закономерностью почв региона (таблица 3).

 

Таблица 3 - Содержание N-NO₃ перед посевом культур севооборота в слое 0-40 см, мг/кг

Учреждение, годы	Почвы	Культура после пара
I	II	III	IV
Целиноградский СХИ (1971-1985)	темно-каштановые	15, 2	12, 1	8, 2	5, 6
Карагандинская СХОС (1973-1987)	-" -	15, 2	11, 3	8, 5	-
ВНИИЗХ (1981-1987)	южные черноземы	24, 0	12, 4	8, 6	5, 3
Рузаевская СХОС (1981-1985)	обыкновенные черноземы	25, 6	11, 3	8, 7	8, 6

 

Как видно из таблицы, в паровом поле при благоприятных условиях для нитрификации может накапливаться достаточное, а на черноземах и избыточное для получения высоких урожаев зерновых культур количество азота.

С удалением от парового поля содержание азота в почве уменьшается и чем выше урожайность и соответственно вынос азота тем сильнее. Поэтому, чем дальше удален посев от пара в зернопаровом севообороте, тем меньше содержание азота и тем выше вероятность эффекта от применения азотных удобрений. Заслуживает внимания тот факт, что как бы много не накапливалось азота в пару, к посеву II КПП содержание его на всех почвах было практически одинаковым и далее видна четкая закономерность снижения содержания азота нитратов от II к последующим культурам примерно на 30 %.

Эксплуатация естественного плодородия почв Казахстана без применения удобрений привело к постепенной деградации и падению продуктивности возделываемых культур. В результате нитрификационная способность почвы по данным ВНИИЗХ за 30 лет снизилась почти в два раза (таблица 4).

 

Таблица 4 – Динамика накопления азота нитратов (N-NO₃) в южном карбонатном черноземе по годам, мг/кг почвы

Годы исследований	Культура после пара
1963-1970	29, 6	23, 1	21, 2
1976-1980	20, 4	16, 0	16, 4
1993-2000	17, 9	6, 7	5, 8

 

Это привело к тому, что одно из значений парового поля, как накопителя азота для последующих культур зернопарового севооборота, существенно снизилось. Если до 1980 года обеспеченность азотом зерновых, высеваемых по стерневым предшественникам, на черноземах оценивалось как очень высокая, и применение азотных удобрений было неэффективным, то к настоящему времени по непаровым фонам содержание азота соответствует среднему и низкому классам, а эффективность азотных удобрений повышается.

Если учесть еще, что фосфорный режим почв в севообороте изменяется мало, то становится очевидным, что именно динамика минерального азота в севообороте определяет эффективность и место внесения не только азотных, но и фосфорных удобрений. Фосфорные удобрения эффективны там, где выше уровень азотного питания, т. е. на первой культуре после пара, а азотные - на культурах, более удаленных от пара. Эта закономерность и лежит в основе эффективности удобрений на почвах Северного Казахстана.

Эффективность азотных удобрений в условиях Северного Казахстана зависит от многих факторов, определяющими, как показали исследования КазАУ, являются: содержание в почве азота, фосфора, их соотношения и условий увлажнения.

Азотные удобрения могут повышать урожайность в течение 2 лет. С учетом действия и 1 года последействия прибавка урожая достигала 7-9 ц/га. На южном карбонатном черноземе по данным КазНИИЗХ за 1963-1988 гг. по второй культуре после пара существенное увеличение урожайности зерновых культур от азотных удобрений отмечено в 22% случаев, по третьей - 37%, по четвертой - 60%, по пятой - 82%. При этом, чем выше обеспеченность почвы подвижным фосфором, тем больше увеличение урожайности от применения азотных удобрений. На темно-каштановых почвах по данным АСХИ (1966-1992 гг.) на второй культуре после пара азотные удобрения повышали урожайность примерно в 50% случаев, а на третьей и последующих культурах эффект возрастал, а отсутствовал только в экстремально засушливые годы с осадками за сельскохозяйственный год менее 200 мм.

Большое влияние на эффективность минеральных удобрений оказывают условия увлажнения. Поэтому все мероприятия, улучшающие водный режим растений (снегозадержание, посев кулис) не только способствуют росту урожайности, но и повышают отдачу от удобрений. Наибольшее значение для эффективности азотных удобрений имеют условия увлажнения в июле, когда зерновые культуры отличаются усиленным приростом биомассы и поглощением элементов питания (трубкование - колошение).

Эффективность использования азотных удобрений зависит от сроков внесения, что связано с условиями увлажнения, которые неодинаковы в различных почвенных зонах. В черноземной зоне с годовым количеством осадков 320 мм и более осеннее внесение аммиачной селитры, как показали 4-летние исследования КазНИИЗХ, уступает по своему влиянию на урожайность зерновых культур весеннему.

В каштановой зоне с годовыми осадками, как правило, менее 300 мм, по данным КазАУ, сроки внесения аммиачной селитры не оказывали существенного влияния на их эффективность, но в годы с дождливой осенью эффективнее весеннее, а в годы с сухой весной - осеннее. Лучшей формой азотных удобрений для яровой пшеницы при внесении под предпосевную культивацию является мочевина, для ячменя - сульфат аммония. В опытах КазНИИЗХ выявлено преимущество локального внесения мочевины сеялками СЗС-2, 1 перед посевом. Однако необходимо учитывать энергоемкость этого приема.

На темно-каштановых почвах исследованиями КазАУ установлено устойчивое последействие азотных удобрений (1, 7-4, 7 ц/га), за исключением экстремально засушливых лет. В последние годы по данным КазНИИЗХ это наблюдается и на южных черноземах, что необходимо учитывать при удобрении культур в севообороте.

Эффективность азотных удобрений зависит не только от влаги, содержания минерального азота, но и обеспеченности почвы подвижным фосфором.

На южном карбонатном черноземе, по данным КазНИИЗХ, прибавка урожая зерна при внесении азотных удобрений под четвертую культуру после пара, составляла на фоне низкой обеспеченности почвы фосфором 1, 5 ц/га, средней - 1, 8, высокой - 2, 4. Опытами КазАУ установлено, что эффективность азотных удобрений возрастает с повышением содержания Р₂О₅ до оптимального уровня, который для яровой пшеницы составляет 35 мг Р₂О₅/кг почвы. При дальнейшем насыщении почв фосфором резко снижается, что связано с нарушением соотношения между элементами питания и депрессирующим действием зафосфачивания на почву и растения.

Из минеральных удобрений для почв региона лучшими по агрохимическим и экономическим показателям являются двойной суперфосфат, суперфос, аммофос, нитроаммофос, мочевина, аммиачная селитра (при их отсутствии сульфат аммония), хлористый калий, сульфат калия.

Исследования показали преимущество по непаровым предшественникам комплексных азотно-фосфорных удобрений, как нитроаммофоса, нитрофоса перед суперфосфатом, благодаря улучшению азотного питания зерновых культур, как при основном, так и при рядковом внесении. При внесении в паровом поле суперфосфат и аммофос близки по эффективности. Последействия азота сложных удобрений на урожайность последующих культур не установлено. Поэтому в паровых полях эффективнее применять суперфосфат, а комплексные удобрения - по непаровым предшественникам, особенно в рядки при посеве. В тоже время при отсутствии суперфосфата на паровых полях можно вносить аммофос, в котором содержание фосфора в 4 раза выше, чем азота. Нитрофос и нитроаммофос, т. е. формы, имеющие более высокую концентрацию азота, в паровые поля вносить экономически убыточно, поскольку стоимость комплексных удобрений значительно выше, чем суперфосфата.

Органические удобрения

Органическими удобрениями называют свежие или биологически переработанные вещества растительного или животного происхождения, вносимые в почву для увеличения ее плодородия и повышения урожая. К ним относят навоз, навозную жижу, фекалии, птичий помет, компосты, солому, зеленое удобрение и т.д.

Навоз образуется из твердых, жидких выделений животных и подстилки. В одной тонне полуперепревшего навоза КРС в среднем содержится 5 кг азота, 2, 5 кг Р₂О₅ и 6 кг К₂О.

Навоз и другие органические удобрения оказывают многостороннее действие на важнейшие агрономические свойства почвы и при правильном использовании резко повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Эти удобрения, прежде всего, служат источником питательных веществ для растений. С навозом в почву поступают все необходимые растениям питательные (макро- и микро элементы).

Высокие урожаи сельскохозяйственных культур можно получить как по одним минеральным, так и по органическим удобрениям. Однако при правильном их сочетании устраняются специфические недостатки обоих видов удобрений и тем самым создаются условия для наиболее рационального их использования. Об эффективности этого приема на южных черноземах можно судить по данным таблицы 5.

 

Таблица 5 – Влияние органических и минеральных удобрений на урожайность культур зернопарового севооборота (данные КазНИИЗХ)

Варианты	Культура после пара	Сбор зерна за ротацию	Прибавка от удобрений
1 КПП	2 КПП	3 КПП	4 КПП	ц/га	%
Без удобрений	28, 6	18, 9	22, 9	12, 1	82, 5	-
Навоз 30 т/га в пар	32, 6	20, 6	27, 4	14, 3	94, 9	12, 4
Р60 в пар	31, 9	20, 7	25, 8	17, 6	96, 0	13, 5
Навоз 30 т/га+Р60 в пар	33, 5	22, 3	28, 1	15, 3	99, 2	16, 7

 

Данные таблицы 5 свидетельствуют о равноценной эффективности навоза в дозе 30 т/га и суперфосфата в дозе 60 кг. Прибавка урожая составила 12, 4-13, 5 ц/га. Совместное же их внесение не имело преимуществ перед раздельным внесением. Без применения навоза и других органических удобрений не возможно в полном объеме решать проблему сохранения плодородия почв и тем более улучшения гумусноного состояния почв.

При наличии навоза его рекомендуется вносить, прежде всего, под овощные и пропашные культуры, а при их отсутствии в паровое поле один раз на ротацию севооборота. Выбор способа заделки органических удобрений должен определяться уровнем засоренности и эрозионной устойчивостью почв. На эрозионно-опасных полях целесообразно использовать БДТ-3 с последующей обработкой КПГ-250. На засоренных полях и при отсутствии эрозионных процессов рекомендуется использовать отвальный плуг ПН-8-35 или ярусный плуг ПЯС-1, 4. Навоз для большинства культур наиболее эффективен при его внесении в полуперепревшем состоянии, однако, для корнеплодов лучше перепревший навоз или их размещать на второй год после внесения полуперепревшего. Свежий навоз использовать не рекомендуется в связи с тем, что в нем сохраняются все сорняки и возбудители болезней.

Органические удобрения (навоз) целесообразно вносить, прежде всего, на полях с низким уровнем плодородия, на которых культуры нуждаются более чем в одном элементе. Это будет способствовать более полному и эффективному использованию. Ориентировочными дозами навоза могут быть для зерновых 20-30 т/га, пропашных 30-40, овощных 40-50 т.

Более точно дозу навоза можно рассчитать по лимитирующему фактору, в частности фосфору. Рассчитав дозу в кг д. в. фосфорных удобрений, ее следует уменьшить в 2, 5 раза - содержание Р₂О₅ в 1 т навоза.

Например, потребность в фосфорных удобрениях составляет 100 кг д. в. Дн = 100: 2, 5 = 40 т/га. Но при этом следует проконтролировать ситуацию по азоту, чтобы не допустить его избытка. При этом следует исходить из того, что реально с 1 т навоза в почву может попасть не 5, а около 3 кг N. С 40 т навоза поступит 120 кг азота. Но надо иметь в виду, что этот азот находится в органической форме (минеральный, как правило, теряется в процессе транспортировки). На его разложение требуется время, и если учесть, что I КПП может усваивать из навоза не более 25 %, т. е. 1/4 часть, то это значит, что из 120 кг внесенного азота под I КПП поступит дополнительно 30 кг усвояемого, что не может привести к негативным последствиям.

Однако в нынешней ситуации наиболее реальным является использование в качестве органического удобрения соломы злаковых культур. Установлено, что по своему влиянию на плодородие почвы 1 тонна соломы эквивалентна 3-3, 5 тоннам навоза. По данным КазНИИЗХ, при урожайности 15-20 ц/га зерна оставление в поле соломы обеспечивает бездефицитный баланс гумуса в 4-6-польных зернопаровых севооборотах. Ежегодное оставление соломы в количестве 2 т/га за три ротации 4-польного зернопарового севооборота увеличило содержание гумуса в слое 0-10 см на 0, 17 %, а в слое 0-20 см на 0, 10 %. При этом на 1, 1-1, 4 ц/га повысилась и урожайность пшеницы.

Поскольку эффективность соломы возрастает по мере накопления в севообороте ее целесообразно оставлять на одном поле в течение ротации, желательно в измельченном виде. Непосредственно после уборки на полях с оставлением соломы, при благоприятных условиях увлажнения почвы, провести плоскорезную обработку.

Наряду с изложенными выше факторами, определение доз удобрений является одним из наиболее ответственных моментов. От этого зависит эффективность, окупаемость удобрений и экологические последствия. Многолетние попытки найти унифицированную дозу удобрений для всех почв и полей, как это практиковалось в 70-е годы, не увенчались успехом. Шаблон в применении удобрений в годы интенсификации сельского хозяйства был главной причиной ее низкой рентабельности. Любая средняя доза удобрений на одном поле может дать высокий положительный результат, на другом отрицательный, на третьем нулевой, так как эффективность удобрений зависит от исходного содержания этого элемента в почве, которое на разных полях редко бывает одинаковым. На основании многолетних исследований КазАУ (Черненок В. Г., 1987-1990) разработан принципиально новый подход к методике определения доз удобрений как фосфорных, так и азотных (методика расчета приведена ниже), на основании установленных оптимальных уровней содержания элементов питания и их соотношения в почве для конкретной культуры и эквивалента затрат удобрений для достижения этого уровня.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: