Тема. Непродуктивні втрати поживних речовин із грунту

Розробляючи системи удобрення в сівозміні та під окрему культуру, слід враховувати непродуктивні втрати поживних речовин. Значною витратною статтею поживних речовин з ґрунту є відчуження їх у результаті деструктивних процесів - ерозії і дефляції. У більшості методик із розрахунку доз добрив на цей показник звертають незначну увагу.

Ерозійна дія вітру є функцією його сили і вологості ґрунту, а також топографічних чинників місцевості, рослинного покриву та властивостей відкритого ґрунту і може коливатися в широких межах. Облік надходження поживних речовин у результаті дефляції є досить складним, і тому в розрахунках, як правило, його не беруть до уваги.

Показники втрат ґрунту в результаті ерозії досить різні. Вони відбуваються також у результаті техногенної ерозії, під якою розуміють налипання ґрунту на коренеплоди, бульби, колеса тракторів і автомобілів, сільськогосподарську техніку та безповоротне відчуження з агроландшафту під час збирання врожаю. Ці втрати зростають під час виконання польових робіт у дощову погоду.

Фактичні середньорічні втрати ґрунту, наприклад, у Тернопільській, Івано-Франківській та Львівській областях, за різними оцінками, становлять 10-15 т/га, а допустимі межі змиву для ґрунтів чорноземного типу - від 3 до 5 т/га. Враховуючи, наприклад, що в чорноземі міститься приблизно 0,2% азоту, 0,1% фосфору і 2% калію, неважко визначити їх втрати в результаті ерозії.

Вважається, що для збереження і підвищення родючості ґрунту ці неминучі втрати поживних речовин під час ерозії повинні бути компенсовані внесеними добривами. При цьому необхідно враховувати, що втрати калію досить значні, а тому доцільно повертати в ґрунт лише його рухомі форми - 10% від валового вмісту в ґрунті, який втрачений.

Певну кількість елементів живлення виносять з ґрунту разом із бур'янами, які видаляються з поля під час збирання врожаю культур. Цей показник становить близько 10-15% від виносу елементів живлення культурними рослинами в сівозміні.

Водночас із відчуженням у фунт також надходить певна кількість елементів живлення:

- з атмосферними опадами - азоту 10 - 20 кг, фосфору - 0,5, калію –5кг/га за рік;

- з насіннєвим матеріалом (у польовій сівозміні) азоту 3-4кг, фосфору - 2, калію - 2 кг/га за рік.

Азот також надходить у результаті симбіотичної фіксації бобовими: люцерною близько 300 кг/га, конюшиною - 150 —160, соєю - 100, викою - 80, горохом - 60 кг/га тощо.Врахувавши всі можливі статті надходження і втрат елементів живлення, можна визначити їх незворотне відчуження з ґрунту (Табл. 1).

Розроблена система застосування добрив повинна забезпечувати прогресуюче підвищення потенційної ефективної родючості ґрунту в кожному полі, що створить умови для постійного зростання врожайності сільськогосподарських культур і продуктивності сівозміни загалом. Тому дози внесення добрив повинні забезпечувати не лише повернення відчужених елементів живлення, а й сприяти підвищенню вмісту їх рухомих форм у ґрунті до оптимального рівня (Табл. 2).

Таблиця 1

Надходження і втрати елементів живлення

Втрати

Надходження

Відчуження з ґрунту

Культура сівозміни

Врожай основної продукції т\га

Винос із врожаєм

Від ерозії

Винос із бурянами

Разом

З опадами

З насінням

Біологічний азот

Разом

Азот (N)

Буде відчужено азоту за ротацію сівозміни

Фосфор (Р₂О₅)

Буде відчужено фосфору за ротацію сівозміни -

Калій (К₂O)

Буде відчужено калію за ротацію сівозміни -

Таблиця 2

Оптимальні значення вмісту рухомих форм фосфору і калію

в різних типах ґрунтів, мг/кг
Елемент живлення	Дерново-підзолисті, сірі-лісові	Чорноземи
Сівозміна
	польова	овочева	польова	овочева
р₂о₅	150-200	200-300	150-200	200-250
к₂о	170-200	200-250	150-200	150-200

Внесені в ґрунт фосфорні і калійні добрива виявляють значну післядію, а рівень використання їх поживних речовин у часі наближається до 100%, оскільки втрати фосфору і калію з ґрунту практично виключаються.

Норму добрив, необхідну для підвищення вмісту рухомих форм елемента живлення до запланованого рівня, розраховують за формулою:

Д = 0,1 □ Н (В_о-В_ф), кг/га,

де В_о - оптимальне значення вмісту в ґрунті рухомих форм елемента, мг/кг (див. табл. 3);

В_ф- фактичний вміст рухомих форм елемента живлення в ґрунті, мг/кг;

Н - норматив добрив (кг/га), що сприяє підвищенню вмісту рухомих форм елемента в ґрунті на 10 мг/кг, кг/га (Табл. 3).

Як видно з формули, варіюючи дозами фосфорних добрив, можна збільшити або зменшити період, за який можна досягти наміченого рівня вмісту рухомих фосфатів у ґрунті. Але при цьому дози фосфорних добрив повинні бути такими, щоб не перевищувались екологічно безпечні нормативи інтенсивності балансу фосфору. За низького вмісту рухомих фосфатів у ґрунті та рівня врожайності культур, наведених у табл. 11.12, це 250 кг/га Р₂О₅ сівозмінної площі, за середнього - 200, підвищеного - 130 кг/га Р₂О_5.

Таблиця 3

Нормативи внесення добрив, що забезпечують збільшений вмісту рухомих форм фосфору і калію на 10 мг/кг ґрунту

Тип ґрунту	Гранулометричний склад ґрунту	Доза добрива, кг/га
Р₂О₅	К₂О
Сірі лісові	Піщані і супіщані	70-90	60-70
Суглинкові	90-110	70-80
Глинисті і важкосуглинкові	120-140	80-90
Чорноземи опідзолені і вилугувані	Піщані і супіщані	80-90	80-90
Суглинкові	90-110	80-90
Глинисті і важкосуглинкові	100-120	-
Чорноземи типові і звичайні	Піщані і супіщані	90-100	-
Суглинкові	100-110	-
Глинисті і важкосуглинкові	120-130	-

На чорноземних ґрунтах система застосування калійних добрим повинна бути з урівноваженим балансом, тому що середньозважений вміст у них рухомого калію перевищує 120 мг/кг. На земельних ділянках з його підвищеним вмістом та рівнем врожайності культур, наведеним у табл. 11.12, насиченість калійними добривами на І їй сівозмінної площі може бути тимчасово знижено до 90 кг К₂0, мі ділянках з високим вмістом - до 70 кг, що відповідає екологічні» безпечним нормативам.

Застосування азотних добрив і динаміка характеристики азотного режиму ґрунту не зовсім однозначні. Азот мінеральних добрив практично не має післядії, а вміст рухомих форм азоту в ґрунті досить динамічний. Тому мету системи удобрення щодо азоту можна сформулювати як підвищення ефективності біогенної фіксації азоту, максимальне повернення його в ґрунт з рослинними рештками та органічними добривами для зниження навантаження з бону синтетичних азотних добрив на одиницю площі до екологічно безпечних меж. При цьому необхідно максимально наблизити строки їх застосування до періоду найінтенсивнішого засвоєння азоту рослинами, а дози внесення корегувати за результатами оперативної ґрунтової та рослинної діагностики.

Правильність зроблених розрахунків необхідної кількості внесення добрив оцінюють балансом поживних речовин та його інтенсивністю у сівозміні. Розрахунки проводять за формою (Табл. 4).

Таблиця 4

Очікуваний баланс поживних речовин у сівозміні, кг/га

Показник	Елемент живлення
N	р₂о₅	К₂О
1. Надходження:
- з добривами
- з опадами
- з насінням
- біологічний азот
II. Втрати:
- з врожаєм
- внаслідок ерозії
III. Баланс, +, -
IV. Інтенсивність балансу, %

При цьому баланс розраховують як різницю між сумою статей надходження і сумою статей втрат елементів живлення з ґрунту, а інтенсивність балансу - за формулою:

І_б= Н: В х 100,%,

де Н - надходження елемента живлення у ґрунт, кг/га;

В - його відчуження, кг/га.

Встановлено, що екологічно безпечна інтенсивність балансу люту на дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтах складає 105 - 110%, на чорноземах - 70 - 100%.

Орієнтовні екологічно безпечні нормативи інтенсивності балансу фосфору і калію, залежно від вмісту їх рухомих форм у ґрунтах, подано в (Табл. 5).

Правильне застосування добрив особливо важливе за інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, оскільки ґрунт є одним із найвразливіших компонентів природно- анпропогенних ландшафтів.

Сучасний низький рівень застосування добрив в Україні є однією з причин прояву деградаційних процесів в еволюції ґрунтового покриву.

Таблиця 5

Екологічно безпечні нормативи інтенсивності балансу фосфору і калію залежно від забезпеченості ними ґрунтів

	Забезпеченість ґрунту	Інтенсивність балансу, %
Клас грунту	фосфору	калію
1.	Дуже низька
2.	Низька
3.	Середня
4.	Підвищена
5.	Висока
6.	Дуже висока

Тому теорія і практика їх застосування потребує подальшого розвитку за допомогою переусвідомлення багатьох усталених поло- жень, вирішення складних і спірних питань на основі найновіших досягнень науки з метою розробки механізмів, які б забезпечували підвищення родючості ґрунту і вирішення проблем екологічно) стійкості агроекосистем щодо здатності протягом усього часу у експлуатації зберігати необхідну біологічну продуктивність м високої якості вирощеної продукції.

Лабораторна робота № 8

Тема. Розрахунок доз добрив під запланований врожай с. –г. культур розрахунково-балансовим методом

Визначення оптимальних доз добрив - одне з найважливіших, питань агрохімії. Дози добрив залежать від біологічних особливостей культури, ґрунтово-кліматичних умов вирощування, економічних і організаційно-господарських умов.

Основним критерієм для визначення доз добрив є дані польових дослідів із добривами в різних ґрунтово-кліматичних умовах.

Узагальнюючи результати польових дослідів, наукові установи рекомендують дози добрив на запланований врожай і встановлюють їх залежно від рівня забезпечення ґрунту рухомими формами поживних речовин.

Науково-дослідні установи України рекомендують вводити поправковий коефіцієнт до доз добрив, виходячи з агрохімічних картограм забезпеченості ґрунту поживними речовинами.

Середні дози добрив можуть бути встановлені за нормативами затрат добрив на одиницю продукції.

У такому разі використовують формулу:

Д₍_N_,_P_,_K₎ = В(п) Н(р) К(п),

де Д - доза добрив, кг/га діючої речовини,

В(п) - запланований врожай,

Н(р) - нормативний розхід туків (мінеральних добрив),

К(п) - поправковий коефіцієнт.

В Україні і за кордоном поширені балансові методи визначення доз добрив у системі ґрунт - добриво - врожай в яких використовують господарський винос елементів живлення плановим урожаєм. Витрати поживних речовин на формування одиниці основної продукції та відповідної кількості нетоварної частини врожаю за однакових або близьких умов - величина відносно постійна. Вона мало залежить від рівня врожаю і переважно визначається видовими та фізіологічними особливостями окремих культур.

Суть цих методів полягає в тому, що дози добрив розрaховують на заплановану врожайність, беручи до уваги винос поживних речовин культурою, вміст рухомих поживних речовин у ґрунті, коефіцієнт використання поживних речовин із ґрунту, органічних і мінеральних добрив для однієї з прийнятих у господарстві сівозмін, або ланки сівозміни (табл.1).

Таблиця 1

Розрахунок доз добрив під запланований врожай у сівозміні

Культура

Культури

№

Показник

врожайність

ц/га

P₂O₅

K₂O

P₂O₅

K₂O

P₂O₅

K₂O |

Винос поживних речовин на 1 т основної продукції, кг

Винос поживних речовин на заплановану урожайність, кг/га

Вміст рухомих поживних речовин в орному шарі, мг/кг фунту

Запаси рухомих поживних речовин в орному шарі ґрунту, кг/га

Коефіцієнт використання поживних речовин рослинами з ґрунту, %

Кількість поживних речовин, які поглинаються рослинами з ґрунту, кг/ га

Буде внесено з т/га органічних добрив, кг ИРК/га

Коефіцієнт використання поживних речовин з органічного добрива рослинами, %

Кількість поживних речовин, взятих рослинами з органічного добрива, кг/га

10.

Потрібно внести з мінеральними добривами, кг на/га

11.

Коефіцієнт використання поживних речовин з мінеральних добрив, %

12.

Буде внесено поживних речовин 3 мінеральними добривами з урахуванням коефіцієнта використання, кг/га

13.

Форма мінерального добрива

14.

Вміст діючої речовини в туках, %

15.

Дози фізичних туків, ц/га

Насамперед встановлюють винесення N, Р₂О₅, К₂0 запланованим врожаєм. Для цього використовують довідкові дані виносу поживних речовин різними культурами на 1 т основної та побічної продукції.

Користуючись агрохімічними картограмами, або агрохімічними паспортами, встановлюють вміст N, Р₂0₅, К₂O в ґрунті кожного поля сівозміни. Наявність поживних речовин в орному шарі ґрунту в картограмах подають у міліграмах на 1 кг ґрунту. Для перерахунку в кілограми на гектар вміст N, Р₂О₅, К₂O треба помножити на коефіцієнт 3. У пункті 5 враховують коефіцієнт використання поживних речовин із ґрунту. Вважається, що з ґрунту культурами засвоюється азоту - 20 -25%, фосфору - 5 -10%, калію - 20 - 30%.

Враховуючи ці коефіцієнти, підраховують кількість поживних речовин, засвоєних із ґрунту (пункт 6). У пункті 7 вказують кількість поживних речовин, внесених з органічними добривами, виходячи з того, що в 1 т гною міститься 5 кг N, 2,5 кг Р₂0₅ і 6 кг К₂O. Враховуємо коефіцієнти використання поживних речовин з органічних добрив (пункт 8) - N - 20 -25%, Р₂0₅ % 30 - 40%, К₂O - 40 - 50% і в пункті 9 вказуємо кількість речовин, засвоєних з органіки.

У пункті 10 розраховуємо потребу N, Р₂0₅, К₂O у вигляді мінеральних добрив у кілограмах на 1 га (пункт 2 - пункт 6 – пункт9).

Взявши до уваги коефіцієнти використання поживних речовин з мінеральних добрив N - 50 - 60%, Р₂0₅ - 20-25%, К₂0 40 - 50%), встановлюємо, скільки NPК вноситимуть з мінеральними добривами (пункт 12). Вказують форму мінерального добрива, вміст діючої речовини і дозу фізичних туків.

Наприклад. Плановий врожай картоплі - 25 т бульб з 1 га. За довідниками знаходимо, що 1 т основної та відповідна кількість побічної продукції картоплі виносять з ґрунту: N - 6 кг, Р₂0₅- 2 кг, К₂O - 9 кг.

За планової врожайності винесення поживних речовин становитиме: азоту (25 х 6) = 150 кг (N); фосфору (25 х 2) = 50 кг (Р₂O₅); калію (25 х 9) = 225 кг (К₂O).

Припустимо, за агрохімічними картограмами в ґрунті міститься: N - 50 мг, Р₂0₅ - 50 мг, К₂O - 100 мг на кг ґрунту, коефіцієнт перерахунку на вміст до глибини 30 см - (3), тоді в орному шарі буде:

N - 150 кг (50 х 3); Р₂O₅ - 150 кг (50 х 3); К₂O - 300 кг (100 х 3).

Приймаємо такі коефіцієнти використання поживних речовин із ґрунту: N - 20%, Р₂O₅ - 5%, К₂O - 20%. Таким чином, із ґрунту для створення врожаю буде використано:

N - 30 кг ; Р₂O₅- 7,5кг ; К₂O- 60 кг ;

Для одержання запланованого врожаю з добривами необхідно внести на 1 га:

150 - 30 = 120 кг азоту; 50 - 7,5 = 42,5 кг фосфору; 225 - 60 = 165 кг калію.

Під картоплю планується 40 т/га гною, з яким буде внесено 200 кг N, 100 кг Р₂O₅, 240 кг К₂O.

Рослини в перший рік використовують із гною N - 20%, Р₂O₅ - 30%, К₂O - 50%, тобто з органічних добрив буде використано:

N - 40 кг ; Р₂O₅-30 кг ; К₂O – 120 кг ;

З мінеральними добривами на 1 га треба внести:

120-40 = 80 кг N;

42,5 - 30 = 12,5 кг Р₂О₅;

165- 120= 45 кг Р₂О.

Враховуючи коефіцієнти використання поживних речовин з мінеральних добрив (N- 60%, Р₂О₅ - 20%, К₂О - 50%), дози внесення становлять:

= 133 кг N; =63 кг Р₂О₅; = 90кг К₂О;

Якщо в господарстві є аміачна селітра (34% N), суперфосфат звичайний (20% Р₂О₅) і хлористий калій (60% К₂O), то на 1 га необхідно: аміачної селітри (133:34 = 3,9 ц), суперфосфату (63:20 = 3,1 ц), хлористого калію (90:60 = 1,5 ц), загалом - 8,5 ц мінеральних добрив.

Таким чином, для одержання запланованого врожаю 25 т/га бульб картоплі необхідно внести 40 т гною і 8,5 ц мінеральних добрив на 1 га.

Лабораторна робота № 9