Визначення оптимальних норм мінеральних добрив - одне з найскладніших питань агрохімічної науки і практики. Це обумовлено багатосторонньою взаємодією між рослиною, ґрунтом і добривом, погодними та господарсько-організаційними умовами, агротехнікою вирощування сільськогосподарських культур.
При встановленні оптимальної норми добрив необхідно враховувати такі основні показники:
- запланований рівень врожайності сільськогосподарської культури;
- загальну потребу вирощуваної культури в поживних елементах для досягнення запланованої врожайності;
- запаси та вміст поживних елементів у ґрунті в доступній для рослин формі і коефіцієнти використання поживних елементів із ґрунту сільськогосподарською культурою;
- коефіцієнти використання поживних елементів сільськогосподарською культурою з мінеральних і органічних добрив;
- економічні й організаційно-господарські умови, які визначають доцільність норми добрив і ефективність використання добрив;
Слід пам’ятати про охорону навколишнього середовища при використанні добрив.
Методів розрахунків норм добрив існує багато. Найбільш поширеними є такі три методи:
перший — це розрахунок шляхом коректування рекомендованих науково-дослідними установами норм добрив з урахуванням забезпеченості ґрунтів поживними речовинами.
другий - визначення норм добрив розрахунковим або балансовим (балансово-розрахунковим) методом на заплановану урожайність або запланований приріст врожаю.
третій — норму добрив визначають за бальною оцінкою ґрунту і окупністю добрив.
6.1. Розрахунок норм добрив шляхом коректування рекомендованих науково-дослідними установами норм добрив з врахуванням забезпеченості ґрунтів поживними речовинами.
При плануванні врожаїв на ґрунтах з низьким та середнім рівнями родючості позитивні результати дає метод коректування середніх норм добрив, які рекомендуються науково-дослідними установами для сільськогосподарських культур з урахуванням поправочних коефіцієнтів для різних ґрунтів залежно від ступеня забезпеченості рослин поживними речовинами.
Ступінь забезпечення ґрунтів полів сівозміни рухомими формами фосфору, калію та вмісту гумусу визначають за даними, які вказані в таблиці 8.
Таблиця 8
Групування ґрунтів за вмістом гумусу, рухомого фосфору та обмінного калію
| Агрохімічна група | Ступінь забезпечення ґрунту поживними речовинами | Вміст гумусу, % | Вміст доступних форм поживних елементів, мг на 100 г Ґрунту (по Чирикову) | |
| Р2О5 | К2О | |||
| Дуже низький | 0,9-1,7 | <2,0 | <2,0 | |
| Низький | 1,7-2,4 | 2,1-5,0 | 2,1-4,0 | |
| Середній | 2,4-3,4 | 5,1-10,0 | 4,1-8,0 | |
| Підвищений | 3,4-4,5 | 10,1-15,0 | 8,1-12,0 | |
| Високий | 4,5-6,0 | 15,1-20,0 | 12,1-18,0 | |
| Дуже високий | >6,0 | >20 | >18 |
Середні рекомендовані норми добрив і поправочні коефіцієнти встановлюються науково-дослідними установами, дані яких необхідно використовувати при розробці системи застосування добрив (таблиці 9, 11).
Визначення норм мінеральних добрив за рекомендаціями науково-дослідних установ з використанням поправочних коефіцієнтів проводиться таким чином: сільськогосподарська культура - ярий ячмінь, ґрунт - темно-сірий опідзолений з вмістом гумусу 3,5 %, рухомого фосфору - 9,5 і обмінного калію - 11,2 мг на 100 г ґрунту. За даними таблиці 7 знаходимо, що забезпеченість рослин поживними речовинами становить: азотом - підвищена, фосфором - середня і калієм - підвищена. В цьому випадку поправочні коефіцієнти (таблиця 8) становлять по азоту - 1,0, фосфору - 1,0 і калію - 0,7. Рекомендовані норми мінеральних добрив (таблиця 9) при вирощуванні ярого ячменю - N60Р90К60. Перемноживши рекомендовані норми мінеральних добрив на поправочні коефіцієнти для даного ґрунту, одержимо скоректовану норму мінеральних добрив при вирощуванні ярого ячменю - N60Р90К42.Ці розрахунки привести у вигляді таблиці (додаток К) та визначати потребу NРК в кілограмах в середньому на 1 га сівозмінної площі.
Таблиця 9
Поправочні коефіцієнти до середніх рекомендованих норм мінеральних добрив залежно від ступеня забезпечення ґрунтів доступними формами азоту (за вмістом гумусу), рухомими сполуками фосфору та обмінного калію
| Агрохімічна група | Ступінь забезпечення ґрунту поживними речовинами | Поправочні коефіцієнти до середніх рекомендованих норм мінеральних добрив | |||||||||||
| зернові | просапні | овочеві | |||||||||||
| N | P | K | N | P | K | N | P | K | |||||
| Дуже низький | 1,2 | 1,5 | 1,5 | Вимагає окультурення | Вимагає окультурення | ||||||||
| Низький | 1,1 | 1,3 | 1,3 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | |||||||
| Середній | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,3 | 1,0 | 1,0 | ||||
| Підвищений | 1,0 | 0,7 | 0,7 | 1,0 | 0,7 | 0,7 | 1,0 | 0,8 | 0,7 | ||||
| Високий | 0,8 | 0,4 | 0,4 | 0,8 | 0,4 | 0,4 | 0,9 | 0,6 | 0,5 | ||||
| Дуже високий | 0,7 | 0,2 | 0,2 | 0,7 | 0,2 | 0,2 | 0,8 | 0,3 | 0,3 | ||||
При визначенні норми азоту будь-яким методом слід пам'ятати, що для запобігання надмірному надходженню нітратів у рослинницьку продукцію, кількість азотних добрив під культуру не повинна перевищувати регламентовану норму азоту (кг/га по діючій речовині) для цієї культури (таблиця 10).
Таблиця 10
Регламентовані норми азоту під сільськогосподарські культури, кг/га по діючій речовині
| № п/п | Сільськогосподарська культура | Норма азоту | № п/п | Сільськогосподарська культура | Норма азоту |
| Озима пшениця | Пасовища незрошувані | ||||
| Картопля | Сіножаті (2-3 укоси) | ||||
| Цукрові буряки | Помідори | ||||
| Кормові коренеплоди | Огірки | ||||
| Кукурудза на силос | Капуста | ||||
| Однорічні трави | Столові буряки | ||||
| Бобові трави | Цибуля |
Таблиця 11
Середні норми мінеральних добрив під сільськогосподарські культури, кг/га по діючій речовині (Лісостеп України)
| № п/п | Сільськогосподарські культури | Рівень урожайності, ц/га | ґрунти | Норми мінеральних добрив | ||
| N | P2O5 | K2O | ||||
| 1. | Озима пшениця | Чорноземи типові | ||||
| Чорноземи опідзолені | ||||||
| Темно-сірі опідзолені | ||||||
| Ясно сірі, сірі лісові | ||||||
| 2. | Озиме жито | Чорноземи типові | ||||
| Чорноземи опідзолені Темно-сірі опідзолені | ||||||
| Ясно сірі, сірі лісові | ||||||
| 3. | Яра пшениця | Чорноземи типові | ||||
| Чорноземи опідзолені | ||||||
| сірі лісові | ||||||
| 4. | Ярий ячмінь | 40-45 | Чорноземи типові | |||
| 40-45 | Чорноземи опідзолені | |||||
| Темно-сірі опідзолені | ||||||
| сірі лісові | ||||||
| 5. | Овес, просо | Чорноземи опідзолені | ||||
| 6. | Гречка | Чорноземи опідзолені | ||||
| сірі лісові | ||||||
| 7. | Кукурудза на зерно | Чорноземи типові | ||||
| Чорноземи опідзолені | ||||||
| Ясно сірі, сірі лісові | ||||||
| 8. | Зернобобові | Чорноземи типові | ||||
| сірі лісові | ||||||
| 9. | Озимий ріпак | 25-30 | Чорноземи типові | |||
| сірі лісові | ||||||
| 10. | Цукрові буряки | Чорноземи типові | ||||
| Чорноземи опідзолені | ||||||
| Темно-сірі опідзолені | ||||||
| 11. | Картопля | Чорноземи типові | ||||
| сірі лісові | ||||||
| 12. | Соняшник | Чорноземи типові | ||||
| сірі лісові | ||||||
| 13. | Кукурудза на силос | Чорноземи типові | ||||
| сірі лісові | ||||||
| 14. | Кормові коренеплоди | Чорноземи типові | ||||
| 15. | Багаторічні трави на зелену масу: Бобові Злакові | Чорноземи типові | - | |||
| сірі лісові | - | |||||
| Чорноземи типові | ||||||
| сірі лісові | ||||||
| 16. | Однорічні трави | Чорноземи типові | ||||
| сірі лісові |
Даний метод доцільно використовувати при плануванні середніх врожаїв сільськогосподарських культур на ґрунтах з середнім ступенем забезпеченості поживними речовинами, достатній кількості добрив і забезпеченням рослин вологою.
Він широко використовуються в зрошувальному землеробстві, де є можливість істотного впливу на чітко диференційовані показники: винос поживних елементів рослинами і коефіцієнти використання рослинами поживних елементів із ґрунту, органічних і мінеральних добрив, які змінюються в значних межах.
При цих методах використовують такі показники:
1. Планова урожайність: визначається як сума врожайності за рахунок добрив та природної родючості ґрунту.
2. Винос поживних елементів плановою урожайністю або плановим приростом врожаю, який обраховують множенням показника виносу даного елемента живлення на 10 ц основної і відповідної кількості побічної продукції (таблиця 12) на планову урожайність або плановий приріст врожаю.
Таблиця 12
Винос поживних елементів із ґрунту врожаями сільськогосподарських культур на 10 ц основної та відповідної кількості побічної продукції, кг
| № пор. | Сільськогосподарські культури | Продукція | N | Р2О5 | К2О |
| 1. | Озима пшениця | зерно | |||
| 2. | Яра пшениця | _"_ | |||
| 3. | Жито озиме | _"_ | |||
| 4. | Кукурудза | _"_ | 3О | ||
| 5. | Ячмінь ярий | _"_ | |||
| 6. | Овес | _"_ | |||
| 7. | Просо | _"_ | |||
| 8. | Гречка | _"_ | |||
| 9. | Горох | -"- | |||
| 10. | Соя | _"_ | |||
| 11. | Вика | _"_ | |||
| 12. | Люпин | _"_ | |||
| 13. | Льон | насіння | |||
| 14. | Коноплі | -"- | |||
| 15. | Соняшник | _"_ | |||
| 16. | Озимий ріпак | _"_ | |||
| 17. | Ярий ріпак | _"_ | |||
| 18. | Буряки цукрові | коренеплоди | 1,3 | ||
| 19. | Буряки кормові | -"- | 1,2 | ||
| 20. | Кукурудза | зелена маса | 2,5 | 3,5 | |
| 21. | Вика з вівсом | _"_ | 3,5 | 1,2 | 4,5 |
| 22. | Горох | -"- | 1,5 | ||
| 23. | Люпин | _"_ | 1,1 | ||
| 24. | Озиме жито | _"_ | 1,2 | 4,5 | |
| 25. | Конюшина | сіно | |||
| 26. | Люцерна | _"_ | |||
| 27. | Конюшина з тимофіївкою | _"_ | |||
| 28. | Тимофіївка | _"_ | |||
| 29. | Природні сіножаті | _"_ | |||
| 30. | Багаторічні трави | _"_ | |||
| 31. | Картопля | бульби | 2,2 | ||
| 32. | Капуста | головки | 3,3 | 1,3 | 4,4 |
| 33. | Помідори | плоди | 2,6 | 0,4 | 3,6 |
| 34. | Морква столова | коренеплоди | 3,2 | ||
| 35. | Огірки | плоди | 1,7 | 1,4 | 2,6 |
| 36. | Цибуля | цибулини | |||
| 37. | Буряки столові | коренеплоди | 2,7 | 1,5 | 4,3 |
| 38. | Плодові і ягідні | плоди і ягоди |
3. Вміст та запаси рухомих форм поживних елементів у ґрунті.
Їх визначають за даними агрохімічного обстеження ґрунтів. Запаси поживних елементів в орному шарі ґрунту обчислюють за формулою:
С = P*d*h,
де С - вміст поживних елементів в орному шарі ґрунту, кг/га;
P - вміст поживних елементів в рухомій формі в орному шарі ґрунту, міліграмів на 100 г ґрунту;
d - щільність грунту, г/см3;
h - глибина орного шару ґрунту, см.
При умові, що щільність ґрунту (d) становить 1,2 г/см3, а глибина орного шару (h) - 25 см, запаси поживних елементів в орному шарі грунту можна визначити за формулою:
С = Р * 30, кг/га.
При розрахунку запасів поживних елементів в орному шарі ґрунту використовують показник щільності ґрунтів, який змінюється залежно від їх типу (таблиця 13).
Таблиця 13
Щільність орного шару ґрунтів (0-20 см, г/см3)
| № п/п | Ґрунти | Щільність |
| Дерново-підзолисті | 1,50 | |
| Ясно-сірі лісові | 1,45 | |
| Сірі лісові | 1,40 | |
| Темно-сірі опідзолені | 1,35 | |
| Чорноземи опідзолені | 1,30 | |
| Чорноземи типові | 1,15 | |
| Лучно-чорноземні | 1,25 |
При відсутності агрохімічних даних щодо вмісту рухомих форм азоту в ґрунтах користуються середніми даними, наведеними в таблиці 14.
Таблиця 14
Середній вміст рухомого азоту в орному шарі ґрунтів різних
типів, мг на 100 г ґрунту
| № п/п | Ґрунти | Азот, що легко гідролізується |
| Дерново-підзолисті супіщані | 3-6 | |
| Сірі лісові | 5-8 | |
| Темно-сірі опідзолені | 8-10 | |
| Чорноземи опідзолені | 9-11 | |
| Чорноземи типові | 12-14 | |
| Чорноземи південні та каштанові ґрунти | 6-10 |
4. Коефіцієнти використання поживних елементів сільськогосподарськими культурами з ґрунту, органічних та мінеральних добрив. Ці коефіцієнти залежать від цілого ряду факторів: біологічних особливостей культур, умов зволоження, типу ґрунту, ступеня забезпеченості сільськогосподарських культур рухомими формами поживних елементів, кліматичних умов, рівня врожайності тощо (таблиця 15).
6.2. Розрахунок норм добрив за рівнем природної родючості (бальної оцінка) ґрунту. В умовах інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур широко використовується метод розрахунку норм мінеральних добрив з урахуванням бальної оцінки ґрунту. Для використання цього методу визначення норм добрив необхідно знати:
1) бальну оцінку ґрунтів полів сівозміни, величина якої (в балах) залежить від вмісту гумусу в орному шарі ґрунту (таблиця 15);
2) ціну одного балу родючості ґрунту (кількість рослинницької продукції, яку можна одержати за рахунок одного балу родючості ґрунту без внесення добрив) та нормативи затрат поживних речовин за рахунок органічних і мінеральних добрив для одержання 1 ц приросту врожаю (таблиця 16);
Таблиця 15
Шкала якісної оцінки грунтів залежно від вмісту гумусу в орному шарі ґрунту
| № п/п. | Вміст гумусу, % | Бальна оцінка грунту | № п/п. | Вміст гумусу, % | Бальна оцінка грунту |
| 0,9-1,2 | 2,8-3,2 | ||||
| І,2-1,4 | 3,2-3,4 | ||||
| 1,4-1,7 | 3,4-3,6 | ||||
| 1,7-2,0 | 3,6-3,8. | ||||
| 2,0-2,2 | 3,840 | ||||
| 2,2-2,4 | 4,0-4,5 | ||||
| 2,4-2,6. | >4,5 | ||||
| 2,6-2,8 |
Таблиця 16
Ціна одного балу родючості ґрунту і нормативи затрат поживних речовин за рахунок органічних і мінеральних добрив на 1 ц приросту врожаю
| № п/п. | Сільськогосподарські культури | Ціна 1-го балу, кг продукції | Нормативи затрат на 1 ц, кг | ||||
| органічні добрива, т | N | Р2О5 | К2О | разом (№К) | |||
| Озима пшениця | 7,1 | 7,6 | 6,1 | 3,0 | 16,7 | ||
| Ярий ячмінь | 9,1 | 7,7 | 7,7 | 3,8 | 19,2 | ||
| Горох | - | 6,0 | 7,3 | 3,7 | 17,0 | ||
| Кукурудза (зерно) | 5,9 | 7,3 | 5,8 | 5,1 | 18,2 | ||
| Просо | 9,1 | 10,3 | 6,2 | 7,3 | 23,8 | ||
| Гречка | 9,1 | 8,1 | 9,6 | 7,3 | 25,0 | ||
| Соняшник | 11,1 | 8,5 | 10,2 | 14,6 | 33.3 | ||
| Цукрові буряки | 0,77 | 1,5 | 1,1 | 1,4 | 4,0 | ||
| Картопля | 0,89 | 1,3 | 1,5 | 1,8 | 4,6 | ||
| Кукурудза (силос) | 0,5 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 3,0 | ||
| Кормові коренеплоди | 0,54 | 0,8 | 0,6 | 1,1 | 2,5 | ||
| Овочі | 0,53 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 2,4 |
3) поправочні коефіцієнти до ціни одного балу родючості ґрунту, які враховують механічний склад та ступінь кислотності ґрунтів (таблиці 17,18);
Таблиця 17
Поправочні коефіцієнти до ціни балу родючості ґрунту залежно від механічного складу ґрунту
| № п/п | Механічний склад ґрунту | Поправочний коефіцієнт |
| Легкоглинисті | 0,9 | |
| Важкосуглинкові | 0,95 | |
| Середньосуглинкові | 1,0 | |
| Легкосуглинкові | 1,0 | |
| Супіщані | 0,95 | |
| Піщані | 0,9 |
Таблиця 18
Поправочні коефіцієнти до ціни балу родючості ґрунту залежно від ступеня кислотності ґрунту
| № п/п | Ступінь кислотності ґрунту | Поправочний коефіцієнт |
| Сильно кислі | 0,9 | |
| Середньо кислі | 0,95 | |
| Слабо кислі | 1,0 | |
| Близькі до нейтральних | 1,1 | |
| нейтральні | 1,2 |
4) поправочні коефіцієнти до норм мінеральних добрив залежно від ступеня забезпечення ґрунтів доступними формами поживних речовин (таблиця 8) та попередників (таблиця 19).
Приклад розрахунку: в полі II польової сівозміни планується одержати 50 ц/га зерна озимої пшениці. З матеріалів агрохімічного обстеження відомо, що в орному шарі ґрунту даного поля міститься 2,8 % гумусу, 5,6 і 10,2 мг на 100 г ґрунту відповідно рухомого фосфору та обмінного калію, реакція ґрунтового середовища (рНКСl) - близька до нейтральної. За механічним складом грунт відноситься до важких суглинків.
Таблиця 19
Поправочні коефіцієнти до норм мінеральних добрив під сільськогосподарські культури залежно від попередника
| № п/п. | Сільськогосподарські культури | Попередники | Поправочні коефіцієнти | ||
| N | Р2О5 | К2О) | |||
| Озима пшениця | чорний пар однорічні трави багаторічні бобові трави горох кукурудза на силос стерньові | 0,5 0,6 0,5 0,7 1,0 1,2 | 0,6 0,8 0,85 0,8 1,0 1,15 | 0,4 0,6 0,9 0,85 1,0 1,1 | |
| Ярий ячмінь | цукрові буряки кукурудза на зерно кукурудза на силос картопля стерньові | 0,6 1,0 0,9 0,8 1,1 | 0,6 0,9 0,6 0,8 1,0 | 0,8 0,9 0,9 0,9 1,0 | |
| Кукурудза (зерно) | цукрові буряки кукурудза на зерно кукурудза на силос стерньові | 0,8 1,0 1,0 1,0 | 0,8 0,9 0,85 1,0 | 0,8 1,0 1,0 1,0 | |
| Горох | цукрові буряки картопля кукурудза на зерно кукурудза на силос стерньові | 0,5 0,6 0,7 0,9 1,0 | 0,8 0,8 0,8 1,0 1,0 | 0,9 0,9 0,9 1,0 1,0 | |
| Просо | цукрові буряки кукурудза (зерно силос), стерньові | 0,8 1,0 | 0,8 1,0 | 0,8 1,0 | |
| Гречка | цукрові буряки картопля кукурудза (зерно, силос) стерньові | 0,75 0,85 1,0 1,0 | 0,9 0,8 1,0 1,0 | 1,0 0,9 1,0 1,0 | |
| Соняшник | озимі колосові ярі колосові кукурудза на зерно кукурудза на силос | 1,0 1,0 0,8 0,9 | 1,0 1,1 1,0 1,0 | 1,0 1,2 1,1 1,1 | |
| Цукрові буряки, кормові буряки | озимі після пару озимі після багаторічних трав озимі після гороху о зимі після кукурудзи на силос | 0,8 0,9 0,95 1,0 | 0,9 1,0 0,95 1,0 | 0,9 1,0 0,95 1,1 | |
| Картопля | озимі після багаторічних трав озимі після інших попередників ярі колосові овочеві | 0,85 1,0 1,0 0,8 | 1,1 1,0 1,1 0,9 | 1,1 1,0 1,2 1,0 | |
| Кукурудза (силос) | цукрові буряки кукурудза на зерно соняшник стерньові | 0,8 0,8 1,1 1,0 | 0,8 0,9 1,0 1,0 | 0,8 0,9 1,0 1,0 | |
| Овочі | озимі колосові ярі колосові багаторічні трави однорічні трави овочеві | 1,0 1,0 0,7 0,85 0,8 | 1,0 1,1 0,9 0,85 0,9 | 1,0 1,1 1,0 0,8 1,0 |
З даних таблиці 19 знаходимо, що за вмістом гумусу бальна оцінка родючості ґрунту становить 50 балів. Знаючи, що кожен бал родючості ґрунту забезпечує 55 кг зерна врожаю озимої пшениці (таблиця 16), і врахувавши поправки до ціни 1-го балу на механічний склад (таблиця 17) і кислотність ґрунту (таблиця 18), знаходимо, що за рахунок природної родючості, придотриманні високої агротехніки, можна одержати 28,7 ц/га зерна озимої пшениці (50 • 55 • 1,1 • 0,95)
Крім того, внесення 30 т/га гною забезпечить приріст врожаю ще 4,2 ц/га (30: 7,1), оскільки на кожен 1 ц додаткової продукції витрачається 7,1 т органічних добрив (таблиця 16).
Примітка: для визначення приросту врожаю за рахунок післядії органічних добрив одержаний результат потрібно помножити на коефіцієнт 0,7; в даному випадку приріст буде становити 2,9 ц/га (30: 7.1 • 0,7).
Таким чином, за рахунок природної родючості та органічних добрив буде одержано 32,9 ц/га зерна озимої пшениці (28,7 + 4,2), решту 17,1 ц/га (50,0 - 32,9) потрібно забезпечити за рахунок внесення мінеральних добрив.
Враховуючи, що на 1 ц приросту врожаю зерна озимої пшениці потрібно використати 7,6 кг азоту, 6,1 кг фосфору і 3,0 кг калію (таблиця 16), загальна потреба в поживних речовинах буде становити: азоту -130 (17,1 • 7,6), фосфору - 104 (17,1 • 6,1) і калію - 51 (17,1 • 3,0) кг/га.
В одержані величини вводимо поправки на попередник (таблиця 19) і на забезпеченість ґрунту доступними формами поживних речовин (таблиця 8) - одержимо остаточну (скоректовану) норму мінеральних добрив, яку необхідно внести для одержання запланованого врожаю зерна озимої пшениці.
Наприклад, для азоту поправочні коефіцієнти складають: на попередник (горох) - 0,7, на забезпеченість ґрунту елементами живлення (гумус) - 1,0, тоді кінцева норма азоту становитиме 91 кг/га (130 • 0,7 • 1,0). Так само визначають остаточні норми фосфору - 83 кг/га (104 • 0,8 • 1,0) і калію - 30 кг/га (51 • 0,85 • 0,7).
Аналогічно розраховуються норми мінеральних добрив під всі інші сільськогосподарські культури польової сівозміни. Після визначення норм добрив визначають їх загальну потребу для всіх культур сівозміни. Також розраховують насиченість 1 га ріллі органічними добривами в тоннах та забезпеченість 1 га ріллі мінеральними добривами в кілограмах по діючій речовині (шляхом ділення загальної потреби в даних добривах на площу сівозміни). Розрахунки привести у вигляді таблиці (додатки М, Н).
