Определение доз минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры – одна из главных задач агрохимии. Дозы должны обеспечивать получение высокого урожая хорошего качества при повышении или сохранении достигнутого уровня плодородия почвы и не представлять опасности для окружающей среды.
При определении доз удобрений учитывают величину планируемого урожая, его качество, вынос элементов питания растениями, биологические и сортовые особенности возделываемых культур и их отзывчивость на удобрения, содержание в почве доступных для растений питательных элементов, предшествующие культуры, их агротехнику.
Для определения доз минеральных удобрений в агрохимической практике используются следующие методы:
балансовые – на основе данных выноса урожаем питательных элементов и коэффициентов их использования из почвы и удобрений (коэффициентов возмещения выноса);
по результатам полевых опытов с применением поправочных коэффициентов на агрохимические свойства почв, а также с учетом действия других факторов, определяющих эффективность удобрений;
нормативные – по нормативам затрат минеральных удобрений на единицу урожая или на прибавку урожая;
математические – на основе моделирования производственных функций в системе «почва – растение – удобрение».
целенаправленного регулирования плодородия почв.
Все методы расчета доз удобрений можно разделить на две группы: рассчитанные на получение планируемых урожаев сельскохозяйственных культур и используемые для проведения комплексного агрохимического окультуривания полей. В первом случае в методиках расчетов применяются коэффициенты использования питательных элементов из почвы и удобрений, коэффициенты возмещения выноса, нормативы затрат удобрений, производственные функции.
Дозы минеральных удобрений Д (кг/га) с применением коэффициентов использования питательных элементов из удобрений и почвы рассчитываются по формуле
,
где У – планируемая урожайность, т/га; В – нормативный вынос элементов с 1 т основной и соответствующим количеством побочной продукции, кг; П – содержание питательных элементов в пахотном слое почвы, кг/га; Кп и Ку – коэффициенты использования питательных элементов соответственно из почвы и удобрений, %.
Для расчета доз минеральных удобрений по коэффициентам возмещения выноса используется следующая формула:
,
где Кв – коэффициент возмещения выноса, %; Кв = Допт: В (Допт – оптимальная доза минеральных удобрений по результатам полевых опытов, кг/га; В – вынос питательных элементов в оптимальном варианте, кг/га).
При использовании нормативов затрат удобрений на единицу урожая дозу рассчитывают по следующей формуле:
Д = УН1К,
где H1 – нормативы затрат удобрений на единицу урожая, кг/ц; К – поправочный коэффициент на содержание подвижного фосфора и калия в почвах (определяется региональными институтами для конкретных почвенно-климатических условий; при расчете доз азотных удобрений К = 1).
Формула для расчетов доз удобрений по нормативам затрат на единицу прибавки урожая:
Д = УпН2К,
где Уп – планируемый прирост урожайности за счет удобрений, ц/га; Н2 – нормативы затрат удобрений на единицу прибавки урожая, кг/ц.
Использование автоматизированных систем управления (АСУ) сельскохозяйственным производством позволяет применить методы определения оптимальных доз удобрений на основе математического моделирования (производственных функций) с использованием информации о количественной зависимости урожайности от доз удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях. В Беларуси по обобщенным методом регрессионного анализа данным 120 полевых опытов с удобрениями, проведенных в 1970–1980 гг., были рассчитаны производственные функции, позволяющие определять оптимальные дозы азотных удобрений в зависимости от агрохимических свойств почв: уровня кислотности, содержания гумуса и подвижных форм фосфатов.
При расчете доз удобрений для агрохимического окультуривания полей преследуется цель довести содержание питательных элементов в почве до оптимальных или заданных параметров. При этом используются нормативы изменения их содержания на 10 мг на 1 кг для различных типов почв, установленные на основании длительных полевых опытов с удобрениями.
Общую дозу фосфорных и калийных удобрений за ротацию севооборота или другой период времени рассчитывают по формуле:
Д = 0,1(С1 ∙ С2)Н,
где C1 и С2 – соответственно планируемое и фактическое содержание питательных элементов в почве, мг/кг; Н – нормативная доза питательного элемента сверх выноса его с урожаем для увеличения содержания на 10 мг/кг почвы, кг/га.
Приведем примеры расчета доз фосфорных удобрений различными методами. Исходные данные: почва дерново-подзолистая легкосуглинистая; содержание подвижного фосфора – 120 мг/кг (300 кг/га); культура – озимая пшеница; планируемая урожайность – 40 ц/га; коэффициенты использования фосфора из удобрений – 20 %, из почвы – 10 %; вынос фосфора с 1 т основной и соответствующим количеством побочной продукции – 10,8 кг; коэффициент возмещения выноса при урожайности 40 ц/га и указанном содержании фосфора в почве – 210 %; норматив затрат Р2О5 в расчете на 1 ц урожайности – 2,8 кг; норматив затрат Р2О5 сверх компенсации вынесенного с урожаем для увеличения содержания фосфора в почве на 10 мг/кг – 49 кг. Расчет доз по:
коэффициентам использования фосфора из почвы и удобрений:
(кг/га);
коэффициентам возмещения выноса:
(кг/га);
нормативам затрат удобрений на единицу урожая:
Д = УН1К = 40 ∙ 2,8 = 112 (кг/га);
при комплексном агрохимическом окультуривании полей для повышения содержания Р2О5 в почве за пятилетний период от 120 до 200 мг/кг:
Д = 0,1(С1– С2)Н = 0,1(200 – 120) ∙ 49 = 392 (кг/га),
или ежегодно 78 кг/га (392:5).
Чаще других используется балансовый метод определения доз минеральных удобрений с использованием коэффициента возврата.
14.3. Оптимизация системы удобрения сельскохозяйственных культур
