Главная · Отопление в доме · Баланс питательных веществ в севообороте. Баланс питательных элементов

Баланс питательных веществ в севообороте. Баланс питательных элементов

Баланс питательных элементов в почве

Баланс элементов питания – это математическое выражение круговорота элементов питания в земледелии. Определение баланса питательных элементов является научной основой планирования и прогнозирования применения минеральных удобрений, распределения их между районами и хозяйствами, позволяет целенаправленно регулировать плодородие, предохранять окружающую среду от загрязнения удобрениями. Баланс основных элементов питания отражает степень интенси­фикации сельскохозяйственного производства.

Баланс элементов питания в системе «удобрение – почва – растение» оценивается по разности между суммарным их количеством, поступившим в почву и отчуждаемым из нее. Таким образом, баланс питательных элементов в почве состоит из приходной и расходной частей. В приходную часть баланса входит поступление питательных элементов в почву с удобрениями, семенами , из атмосферы , в том числе азот, продуцируемый клубеньковыми бактериями бобовых культур (симбиотический) и свободноживущими бактериями – азотфиксаторами (несимбиотический азот). Расходная часть баланса включает хозяйственный вынос питательных элементов (с отчуждаемой с поля частью урожая), потери элементов питания из почвы и удобрений с поверхностными водами от вымывания, эрозии, испарения и газообразные потери (азота).

В результате сельскохозяйственного использования почвы претерпевают существенные изменения, при этом изменяется интенсивность процессов превращения и миграции элементов питания, потребления и вынос их растениями. Величина потребления и потерь элементов питания зависит от гранулометрического состава и степени окультуренности почвы, характера ее сельскохозяйственного использования, вида, доз и сроков использования удобрений, агротехнических приемов и других условий. Это делает необходимым периодическое уточнение приходных и расходных статей баланса элементов питания. Для объективной характеристики степени обеспеченности планиру емых урожаев элементами питания целесообразно иметь балансовые расчеты не менее чем за 5 лет.

Различают несколько видов баланса питательных элементов: полный (илибиологический, или экологический), внешнехозяйственный , хозяйственный и эффективный.

Полный баланс дает полное представление о кругообороте элементов, так как учитывает все источники поступления питательных элементов в почву (с удобрениями, семенами, из атмосферы, биологический азот) и все статьи расхода элементов питания (вынос с основной и побочной продукцией, отчуждаемой с поля, содержание в корневых и послеуборочных остатках, поверхностный сток, вымывание и газообразные потери).

При внешнехозяйственном балансе сопоставляются количество питательных элементов, отчуждаемое с территории хозяйства с товарной продукцией растениеводства и животноводства, и поступление их с минеральными удоб­рениями, комбикормами, органическими удобрениями, при­обретаемыми хозяйством (торф, сапропели, лигнин, торфо-навозные компосты и др.). На внешнехозяйственный баланс влияет специализация хозяйства. Так, в хозяйствах, специализирующихся на производстве продукции животноводства и использующих собственные корма, с органическими удобрениями в почву возвращается 80–90 % калия, 60–70 – фосфора и 40–50 % азота, вынесенных с кормами. В хозяйствах зернового направления с территории хозяйства отчуждается 60–80 % азота, 70–85 – фосфора и 15–35 % калия от вынесенных урожаем.

Для характеристики баланса используется показатель интенсивности баланса отношение поступления элементов питания к их расходу . Интенсивность баланса выражается в процентах или коэффициентами. Величина интенсивности баланса менее 100 % характеризует дефицитный, 100 % – бездефицитный и более 100 % – положительный баланс. Интенсивность баланса по азоту, фосфору и калию на пашне в Беларуси за 2001–2005 гг. была по азоту – 116, фосфору – 123, калию – 127 %.

Дефицитный баланс питательных элементов (превышение расхода над поступлением) предупреждает о том, что происходит истощение почв, снижение их плодородия.

Отчуждение из сферы сельскохозяйственного производства азота, фосфора и калия с товарной продукцией растениеводства и животноводства необходимо в полной мере компенсировать внесением минеральных удобрений.

Хозяйственный баланс питательных элементов составляется для оценки системы применения удобрений. Приведем методику его расчета, разработанную Институтом почвоведения и агрохимии. Приходные статьи баланса: поступление питательных элементов с минеральными удобрениями; с органическими удобрениями; симбиотический азот; с семенами; с атмосферными осадками; несимбиотический азот. Расходные статьи баланса элементов питания: вынос планируемыми урожаями; потери от вымывания (выщелачивания); потери от эрозии почв; газообразные потери азота.

Количество питательных элементов, поступающих с минеральными удобрениями, определяют по дозам для культур и находят среднее значение на 1 га севооборотной площади. Поступление с органическими удобрениями находят по насыщенности севооборота органическими удобрениями.

Пример. Насыщенность органическими удобрениями в севообороте – 12 т/га. С 1 т навоза крупного рогатого скота на соломенной подстилке поступает в почву 5,0 кг азота (табл. 14.11), а с 12 т – 60,0 кг, фосфора – 30,0 кг (2,5 ∙ 12), калия – 72,0 кг (6,0 ∙ 12).

Для определения количества биологического азота используют данные о величинах фиксированного из атмосферы азота, остающегося в почве после бобовых растений. Так, в расчете на 1 ц зеленой массы в почве остается симбиотического азота, сверх усвоенного растениями: после многолетних бобовых трав (кроме люцерны) – 0,35 кг, люцерны – 0,40, после многолетних бобово-злаковых смесей – 0,20 кг, после однолетних бобовых трав – 0,25 кг, однолетние бобово-злаковые травосмеси – 0,20 кг. Бобово-злаковые травы сенокосов и пастбищ на 1 ц зеленой массы оставляют в почве 0,15 кг азота. На 1 ц зерна люпин в чистом виде фиксирует 5,0 кг, кормовые бобы – 3,0, горох, пелюшка, вика, соя в чистом виде – 2,5, люпин в смеси с зерновыми культурами – 4,5, горох, пелюшка и вика в смеси с зерновыми культурами – 2,0 кг азота.

14.11. Поступление питательных элементов с органическими удобрениями, кг/т

Вид органических удобрений N Р 2 О 5 К 2 О СаО MgO SО 4 *
Навоз КРС на соломенной подстилке 5,0 2,5 6,0 4,0 1,1 0,2
Навоз КРС на торфяной подстилке 6,0 2,0 5,0 4,5 1,0 0,5
Компост торфонавозный:
1:1 5,0 1,6 4,0 3,5 0,6 0,3
1:2 5,5 1,8 4,5 4,0 0,8 0,4
Солома (зерновые) 4,0 1,5 10,0 2,0 1,0 1,5
Навоз КРС жидкий 2,0 1,0 2,5 0,5 0,4 0,1
Навоз свиной жидкий 2,5 0,9 1,8 0,6 0,2 0,1
Навоз КРС полужидкий 3,5 1,5 4,0 1,3 0,9 0,3
Помет птичий (подстилочный) 20,0 16,5 8,5 18,0 6,0 3,5
Компост торфопометный:
1:1 10,0 8,0 3,0 9,0 3,0 1,5
1:2 12,5 10,0 4,0 10,0 4,0 2,0


* Значения определены расчетно.

Пример. В севообороте площадью 900 га люпин занимает 100 га, клевер – 100 га. Урожайность зеленой массы люпина – 200 ц/га, клевера (зеленой массы) – 200 ц/га. После люпина в почве остается на 1 га 50 кг азота (200∙0,25), а на 100 га – 5000 кг. После клевера на 1 га остается 70 кг азота, на 100 кг – 7000 кг. Сумму остающегося после люпина и клевера азота делят на площадь пашни в севообороте и находят среднее количество симбиотического азота на 1 га: (5000 кг + 7000 кг) : 900 = 13,3 кг.

С семенами, по данным Института почвоведения и агрохимии, в среднем поступает 3 кг/га N, 1,3 – Р 2 О 5 , 1,5 – К 2 О, 0,3 – СаО, 0,1 – MgO, 0,2 кг/га S. С атмосферными осадками поступает 9,4 кг/га N, 0,5 – Р 2 О 5 , 10,3 – К 2 О, 25,3 – СаО, 5,0 – MgO и 36 кг/га S (SO 4). Поступление азота, фиксированного свободноживущими бактериями, при расчете баланса на пахотных и лугопастбищных угодьях принимается на уровне 15 кг/га в год.

При расчете расходных статей баланса вначале определяют вынос питательных элементов планируемыми урожаями, используя данные табл. 2.5, затем определяются значения выноса основных питательных элементов в среднем на 1 га севооборотной площади. Потери элементов питания от вымывания (выщелачивания) и от эрозии почв приведены в табл. 14.12.

Газообразные потери азота на пахотных и лугопастбищных угодьях колеблются в пределах от 10 до 50 % от внесенного с удобрениями. В атмосферу выделяются молекулярный азот, закись, окись и двуокись азота, аммиак. По данным Института почвоведения и агрохимии, в Беларуси в среднем улетучивается 25 % азота, внесенного с минеральными и органическими удобрениями. По каждому элементу рассчитывается средневзвешенный показатель потерь с учетом количества эродированных почв в хозяйстве.

Пример . Из 2850 га пашни хозяйства 201 га – слабоэродированные почвы, 105 – средне- и 98 га – сильноэродированные почвы. Средневзвешенный показатель потерь азота от эрозии в расчете на 1 га пашни будет равен (5∙201+ +10∙105 + 15∙98) : 2850 = 1,2 (кг/га). На сенокосах и пастбищах потери элементов питания от вымывания и эрозии не учитываются. Сумма по статьям расхода показывает расход элементов питания в среднем на 1 га севооборотной площади.

14.12. Потери элементов питания от вымывания и эрозии на пахотных почвах, кг/га

Почвы N Р 2 О 5 К 2 О СаО MgO SО 4
Потери от вымывания
Дерново-подзолистые:
суглинистые 0,2
супесчаные на морене 0,1
супесчаные на песке 0,1
песчаные 0,1
Торфяные 0,1
Потери от эрозии
Степень эродированности почвы:
слабая 0,05
средняя 0,10
сильная 0,15
очень сильная 0,20

Сопоставив приход с расходом, находят общий баланс и его интенсивность. Например, приход по азоту на 1 га равен 115 кг, а расход – 90 кг, т.е. общий баланс будет + 25 кг/га (115–90), а интенсивность баланса составит 127% [(115:90) ∙ 100].

Общий баланс основных питательных элементов (азот, фосфор, калий) принято считать удовлетворительным, когда его интенсивность приблизительно равна: по азоту – 110–120 % , по фосфору – 130–150, по калию – 120–150 %. По данным Института почвоведения и агрохимии, такие значения интенсивности баланса в производственных условиях обеспечивают про­дуктивность пашни на уровне 50–60 ц/га к.ед.

Оптимальные значения интенсивности баланса азота в зависимости от продуктивности пашни приведены в табл. 14.13.

14.13.Оптимальная интенсивность баланса азота в зависимости от продуктивности

По результатам длительных стационарных полевых опытов, Институт агрохимии и почвоведения рекомендует оптимальные параметры интенсивности баланса фосфора и калия в зависимости от содержания их в почвах (табл. 14.14). По данным Института почвоведения и агрохимии и других научных учреждений, фосфор из почвы практически не вымывается и не загрязняет грунтовые воды. Поэтому при расчетах баланса потери фосфатов не учитываются.

14.14. Оптимальная интенсивность баланса в зависимости от обеспеченности почв

фосфором и калием

Наряду с общим рассчитывается и эффективный баланс , который характеризует отношение между выносом растениями элементов питания и возможным их усвоением из поступивших в почву. Применив коэффициенты использования питательных элементов из удобрений, находят величины возможного их усвоения. Сопоставив величины возможного усвоения питательных элементов с выносом урожаем, получим характеристику эффективного баланса.

Пример. На 1 га севооборотной площади внесено 56 кг азота с минеральными удобрениями, с атмосферными осадками поступило 9 кг, всего – 65 кг, из них усвоится 60 %, т.е. 39 кг. С органическими удобрениями поступит 70 кг азота и еще 20 кг биологического (5 кг симбиотического и 15 кг несимбиотического), всего 90 кг/га азота. В первый год будет усвоено 25 % органического и биологического азота, или 22,5 кг (90 ∙ 0,25), вместе с минеральными формами – 61,5 кг (39+22,5). Растения на создание урожая используют 101 кг азота. Эффективный баланс характеризуется минусовым значением: 61,5–101,0 = –39,5 (кг/га). Интенсивность эффективного баланса по азоту будет равна 60 % (61,5:101 ∙ 100).

Аналогично рассчитываются эффективные балансы по фосфору и калию.

Для оценки системы применения удобрений по эффективному балансу проводится расчет возможного усвоения азота, фосфора и калия из почвенных запасов. Систему применения удобрений можно считать разработанной правильно в том случае, если дефицит элементов питания по эффективному балансу будет компенсироваться за счет возможного усвоения из почвы.

Пример. Для определения возможного усвоения элементов питания из почвенных запасов предварительно рассчитывают средневзвешенные значения содержания в почве гумуса, фосфора и калия по севообороту. Пусть в почве содержится 2 % гумуса и по 100 мг/кг почвы фосфора и калия. По данным Института почвоведения и агрохимии, растения могут усвоить из запасов почвы по 20–25 кг азота на каждый процент гумуса в почве. В нашем примере это составит 40–50 кг/га азота. Фосфор растения усваивают на уровне 6–8 % от запасов подвижных форм в почве, калий – 10–15 %. Запасы их в почве определяют умножением средневзвешенных значений их содержания на коэффициент 3. В нашем примере запасы фосфора и калия будут равны 300 кг/га (100 ∙ 3) каждого элемента. Таким образом, усвоится 18–24 кг/га фосфора (300 ∙ 0,06...0,08) и 30–45 кг/га калия (300 ∙ 0,1...0,15). Если принять эффективный баланс предыдущего примера 39,5 кг азота, то есть из почвы может быть усвоено 40–50 кг азота, то планируемые величины урожаев будут обеспечены питательными элементами и систему удобрений можно считать разработанной правильно.

При оценке системы применения удобрений по балансу питательных элементов прогнозируется изменение содержания в почве за ротацию севооборота подвижных форм фосфора и обменного калия. Поступление фосфора и калия за ротацию севооборота сверх расхода делят на норматив (табл. 14.15, 14.16) и определяют увеличение их содержания в почве. Результат суммируют с исходным содержанием и получают прогноз.

14.15. Нормативы затрат фосфорных удобрений сверх выноса с урожаем для увеличения

Гранулометрический состав рН KCl
Менее 60 61–100 101–150 151–250
Суглинистые 4,5–5,0
5,1–5,5
5,6–6,0
Супесчаные 4,5–5,0
5,1–5,5
5,6–6,0
Песчаные 4,5–5,0
5,1–5,5
Торфяные В среднем

14.16. Нормативы затрат калийных удобрений сверх выноса с урожаем для увеличения

Гранулометрический состав Интенсивность баланса, % Исходное содержание Р 2 О 5 , мг/кг почвы
Менее 80 81–140 141–200
Суглинистые
Супесчаные
Песчаные
Торфяные В среднем

Пример . Допустим, что ежегодно сверх выносимого урожаем в почве остается 65 кг/га Р 2 О 5 , т.е. за ротацию девятипольного севооборота поступит 585 кг/га Р 2 О 5 . В первые 4 года содержание в почве Р 2 О 5 увеличивается до 147 мг/кг при исходном содержании на суглинистой почве 100 мг/кг и нормативе возмещения 51 кг/га на 10 мг/кг почвы (табл. 14.16). В последующие 5 лет норматив возмещения возрастает до 65 кг/га и содержание Р 2 О 5 в почве увеличивается еще на 50 мг/кг, достигнув к концу ротации севооборота 200 мг/кг почвы. Таким образом, через девять лет содержание Р 2 О 5 в почве должно составить 197 мг/кг. Аналогично прогнозируется содержание К 2 О.

Расчет баланса кальция, магния и серы . В приходной части баланса учитывается поступление этих элементов с известковыми, органическими и минеральными удобрениями, а также с осадками и семенами, в расходной части вынос урожаем и потери от фильтрации и эрозии. Поступление кальция и магния с известковыми удобрениями рассчитывают по количеству известковых удобрений на 1 га. Например, в среднем на 1 га севооборотной площади будет ежегодно вноситься 1,1 т доломитовой муки, или 0,935 т СаСО 3 (содержание СаСО 3 – 85 %). Из табл. 14.17 находим количество СаО и MgO на 1 га, вносимое с известковыми удобрениями. С 935 кг СаСО 3 поступает 280,5 кг СаО (30 ∙9,35) и 187 кг MgO (20 ∙ 9,35).

в расчете на 100 кг д.в. (N, Р 2 О 5 , К 2 О, СаСО 3), кг

Удобрения СаО MgO S, %
Простой суперфосфат
Двойной суперфосфат
Сульфат аммония 24,2
Сульфат калия
Молотый известняк
Молотый доломит
Молотый доломитизированный известняк 5,0
Мел
Гашеная известь
Доломитовая мука
Дефекат
Цементная пыль 1,0 1,0
Сланцевая зола
Фосфогипс (40%-ной влажности, на 100 кг физической массы) 17,7–20,6
Сульфат калия 18,0
Сульфат магния 18,6
Сульфат натрия 22,6

По количеству минеральных удобрений на 1 га в д.в. определяют поступление СаО, MgO и S в почву. Например, на 1 га планируется внести 65 кг Р 2 О 5 в виде двойного суперфосфата. С этим количеством Р 2 О 5 поступает 20 кг СаО (65×31/100). В случае применения сульфата аммония и сульфата калия определяют количество действующего вещества, поступающее с этими видами удобрений на 1 га, и рассчитывают поступление серы, используя данные табл. 14.11.

Поступление кальция, магния и серы с органическими удобрениями рассчитывают с учетом насыщенности почвы последними и поступления этих элементов с удобрениями (см. табл. 14.11). Например, при насыщенности органическими удобрениями в севообороте 12 т/га в почву поступит 48 кг/га СаО (4×12), 13,2 кг/га MgO (1,1×12) и около 2,4 кг/га SО 4 (0,2×12). С атмосферными осадками в почву поступает 25,3 кг/га СаО, 3,6 – MgO, 3,6 кг/га S, с семенами – соответственно 0,3; 0,1 и 0,2 кг/га. Суммируя результаты по статьям приходной части баланса, получим поступление кальция, магния и серы на 1 га севооборотной площади.

Вынос урожаем кальция, магния и серы рассчитывают аналогично тому, как это делается для азота, фосфора и кальция. Используя данные, приведенные в табл. 2.5, рассчитывают показатели выноса по каждой культуре и вычисляют средние значения на 1 га. Потери от вымывания и эрозии находят по табл. 14.12.

При известковании потери кальция за счет вымывания возрастают, особенно на легких почвах. По данным Института почвоведения и агрохимии, на почвах с рН (КС1) более 6 потери кальция возрастают в среднем на 40 % по сравнению со средними данными на почвах без известкования. На кислых почвах (рН менее 5) вымывание кальция примерно на 20 % ниже. Поэтому при расчете баланса кальция средний нормативный показатель потерь (табл. 14.12) на почвах с рН более 6 следует умножить на 1,4, а на почвах с рН менее 5 – на 0,8.

Влияние известкования на вымывание магния неоднозначно, так как в одних случаях катионы кальция ускоря­ют его вымывание из почвы, что обусловлено вытеснением магния из поглощающего комплекса, а в других – могут уменьшить вымывание магния, нейтрализуя кислотность почвы, которая способствует потерям магния за счет вымывания. В связи с этим при расчетах баланса магния используют нормативы потерь от вымывания, приведенные в табл. 14.12. Определяют расход на 1 га.

Сопоставив показатели по приходу и расходу, находят значения баланса и его интенсивность.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что понимается под балансом питательных элементов в почве?

2. Какое значение имеет баланс питательных элементов в почве для регулирования плодородия почв и урожайности сель­скохозяйственных культур?

3. Как оценить систему применения удобрений в севообороте по балансу питательных элементов?

4. Какие различают виды баланса элементов питания?

5. Как можно прогнозировать изменение плодородия почвы по балансу питательных элементов в ней?

Учет баланса питательных веществ является основой для регулирования процессов питания растений и повышения плодородия почв. Долгие годы существовало мнение, что применение удобрений должно быть рассчитано только для непосредственного питания растений. Главным образом рекомендовалось проведение различных подкормок, дробное внесение удобрений в различные периода развития растений. Даже на перспективу не ставилась задача с помощью удобрений повысить содержание фосфора, калия и других питательных элементов в почве. Такой подход к проблемам химизации не позволял выявить истинную потребность в химических удобрениях, необходимых для расширенного воспроизводства почвенного плодородия. В то же время опыт показывает, что даже значительное увеличение количества вносимых удобрений на кислых неокультуренных почвах с низким содержанием питательных веществ не обеспечивает получение не только максимальных, но средних стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.
Начиная с 1965 года, с созданием государственной агрохимической службы, в Томской области проводится систематический контроль, который прослеживает динамику изменения почвенного плодородия. Изучение динамики питательных веществ в почве и баланса позволяет контролировать, направленно регулировать агрохимические свойства почв и повышать эффективность плодородия путем применения удобрений, химических мелиорантов и других средств.


Нарушение баланса питательных веществ, отсутствие факториальной совокупности в использовании средств химизации способствуют развитию тенденции некоторого снижения гумуса и других показателей плодородия в основных типах почв Томской области (табл. 62).


По данным Томского филиала института Росгипрозем за период с 1954 по 1981 год произошли некоторые изменения в содержании гумуса, наметилась тенденция к снижению гумуса в основных типах и подтипах почв области. Более существенные изменения произошли в почвах южной части области: содержание гумуса в выщелоченных и оподзоленных черноземах снизилось на 0,9 и 0,68% соответственно. Среднегодовые потери гумуса в целом по области составляют 0,46 т/га; в черноземах оподзоленных - около 1 т/га, а в черноземах выщелоченных - 1,48 т/га. Значительно меньше ежегодные потери гумуса наблюдаются в почвах северных районов: так, в дерново-подзолистых почвах потери составляют 0,15 т/га или же потерь вообще не наблюдается. Это связано как с гидротермическими условиями северных районов, так и слабой степенью освоения почв (табл. 63).


Существенное снижение гумуса за период с 1954 по 1990 год произошло в почвах более продуктивных: темно-серых лесных и черноземах выщелоченных и оподзоленных.
Это, прежде всего, связано с экстенсивной эксплуатацией почв, с недооценкой роли органических удобрений, соломы, многолетних трав, а также возделыванием однолетних трав и монокультуры. Так, по данным А.М. Лыкова, возделывание однолетних культур как в бессменных посевах, так и в севообороте, приводило к постепенному уменьшению в них органического вещества. Применение же минеральных удобрений способствовало снижению потерь гумуса благодаря поступлению в почву большого количества пожнивных и корневых остатков; По мнению этого автора, для обеспечения бездефицитного баланса гумуса дерново-подзолистых почв при наличии в севооборотах 50% пропашных культур необходимо применять не менее 10-15 т/га навоза.
Проведенный расчет баланса гумуса в почвах землепользования сельскохозяйственных предприятий различных районов и в целом по Томской области показывает, что в большинстве случаев этот баланс отрицательный. Положительный баланс гумуса проявляется в дерново-подзолистых почвах пахотного значения северных районов, где гидротермические условия вегетационного периода не способствуют быстрой минерализации органического вещества почвы и органического вещества вносимых удобрений (табл. 64).


Отрицательный баланс гумуса аргументируется тем, что с пожнивными и корневыми остатками в почву поступает только 40-50% необходимого количества органического вещества, которое составляет примерно 30 ц/га. Ежегодные потери гумуса могут достигать 1% от его общего содержания, или 0,06% от массы пахотного слоя.
Особенно большой дефицит гумуса установлен в Шегарском (-10,2 ц/га) и Зырянском (-7,2 ц/га) районах, что является закономерным следствием крайне низкого применения органических удобрений: 1,3 и 1,7 т/га соответственно.
Исследованиями В.И. Никитишена (1984) установлено, что дефицит гумуса в пахотном слое почвы, систематически удобряемой высокими дозами азота, очевидно, обусловлен усилением подвижности и передвижением растворимых органических соединений в нижележащие горизонты, что может привести к повышению кислотности почвы и снижению ее насыщенности обменными основаниями. Как было показано выше, в период с 1970 по 1992 год интенсивно применялись минеральные удобрения, и в соотношении элементов питания преобладал азот.
Серьезным фактором потери гумуса было насыщение парка сельскохозяйственных машин тяжелыми колесными тракторами, которые усилили отрицательное воздействие их ходовых систем на свойства обрабатываемых почв. Деградация почв проявляется в сильном переуплотнении, нарушении их водно-воздушного и теплового режимов, разрушении и распылении структуры, что, в конечном счете, приводит к ветровой и водной эрозии, в результате которой теряется часть гумусированного слоя почвы. Ветровой и водной эрозии подвержено 675 га площади основной сельскохозяйственной зоны Томской области.
Расчетами установлено, что для создания бездефицитного баланса гумуса необходимо вносить органических удобрений в среднем по 12,3 т/га, а для положительного баланса - 16,6 тонн. Органические удобрения, их рациональное сочетание с минеральными, являются одним из главных условий сохранения и увеличения содержания гумуса в почве и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Важное место принадлежит севообороту и структуре посевных площадей. Наибольшее количество органического вещества в почве оставляют многолетние травы. В севооборотах, где доля многолетних бобовых трав составляет 40% и более, растительные остатки практически полностью восполняют потери гумуса в процессе их минерализации.
Предотвращение эрозии почв - фактор в увеличении запасов гумуса. Это достигается освоением почвозащитных севооборотов, сокращением числа и интенсивности обработки почвы, применением машин на гусеничном ходу.
Система адаптивно-ландшафтного земледелия является основой для сохранения и воспроизводства плодородия почв с разработкой комплекса мероприятий для каждого конкретного землевладельца, и решающая роль в этом отводится переработке и использованию местных ресурсов агрохимического сырья.
Органическим удобрениям в Томской области должно отводиться особое внимание. Для повышения биологической активности почв северных районов и создания бездефицитного баланса гумуса в южных и юго-восточных районах области необходимо внесение органических удобрений. Решение задачи повышения эффективного плодородия связано с планомерным накоплением, приготовлением и внесением в почву органических удобрений (табл. 65).


В 1965-1970 годах внесено в почву 2627 тысяч тонн органических удобрений, или в среднем за год 525 тысяч тонн; за период с 1971 по 1975 год внесено 5576 тысяч тонн, или среднегодовое внесение составило 1115 тысяч тонн. В последующие, вплоть до 1992-1993 годов, прослеживается тенденция к увеличению количества внесенных органических удобрений. Так, ежегодное внесение органических удобрений в 1986-1990 годах составило 3,5-3,7 миллионов тонн; на гектар пашни в эти годы приходилось 5,7-6,2 тонны, это всего 60-65% от потребности почв в органических удобрениях.
В общем объеме органических удобрений значительную долю составляет торф, который используется для приготовления различных торфо-органоминеральных компостов и смесей. Начиная с 1965 года добыча торфа значительно увеличилась, и к 1990 году составила около 4 миллионов тонн. К настоящему времени торф в Томской области не добывается, когда-то подготовленные под добычу торфа торфяные месторождения не эксплуатируются и заросли кустарниками. Но в то же время это огромный резерв органического вещества для повышения плодородия почв.
Таким образом, при определении баланса питательных веществ в земледелии области использовались данные о количестве и составе применяемых удобрений, валовых сборах и урожайности культур, химическом составе растений и выносе питательных веществ урожаем сельскохозяйственных культур, структуре посевных площадей.

Баланс питательных веществ в севообороте

Баланс питательных веществ - обязательная составная часть системы удобрения. Его рассчитывают для определения возможного обогащения или истощения почвы теми или иными питательными веществами.

Баланс азота, фосфора и калия имеет свои особенности. Особенность баланса азота - его биологическая фиксация симбиотическими и свободноживущими микроорганизмами. Фосфор не имеет естественных источников пополнения запаса в почве. Потери происходят в основном за счет эрозии почв. Отчуждение фосфатов происходит главным образом с урожаем сельскохозяйственных культур. Баланс калия характеризуется большими почвенными ресурсами. Однако при длительном сельскохозяйственном использовании содержание доступного растениям обменного калия уменьшилось до среднего уровня обеспеченности, поэтому калийные удобрения являются обязательным компонентом системы удобрений. Баланс питательных веществ в севообороте может быть положительный или отрицательный и рассчитывается для установления возможного обогащения или истощения почвы теми или иными питательными элементами. В расходную часть включают расходование элементов на создание основной и побочной продукции культур, растительные остатки, вымывание элементов в грунтовые воды и смыв их с поверхности, газообразные потери элементов и потери в результате ветровой эрозии. Баланс питательных веществ определяют по поступлению питательных веществ и расходованию их из почвы. Приняты следующие примерные статьи поступления и расходования азота.

Поступление питательных веществ:

Поступление азота с органическими и минеральными удобрениями;

Поступление азота с атмосферными осадками (9 кг/га) и высеваемыми семенами (около 3 кг/га);

Фиксация азота свободноживущими микроорганизмами (7- 20кг/га);

Фиксация атмосферного азота клубеньковыми бактериями.

Расходование питательных веществ:

Вынос с урожаем культур;

Газообразные потери азота из вносимых минеральных удобрений (20 - 25%);

Газообразные потери почвенного минерализованного азота (12-30 кг/га);

Газообразные потери азота органических удобрений (5 - 10%);

Расход азота сорняками;

Потери азота при эрозии почвы(15 - 20 кг/га);

Вымывание азота из жидких органических удобрений (40 - 90 кг).

Пример расчета баланса питательных веществ

1. Определим количество питательных элементов (кг/га), которые будут внесены с 63 т навоза.

В 1 т навоза содержится: N - 4 кг; P 2 O 5 - 2 кг; K 2 O 5 кг. Следовательно, на 1 га будет внесено:

азота - 63 4 = 252 кг/га;

фосфора - 63 2 = 126 кг/га;

2. Внесено с минеральными удобрениями: данные берем из таблицы «Расчет норм минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры» (графа «Требуется внести с минеральными удобрениями - всего»). Данные берем за всю ротацию севооборота.

3. Всего поступило в почву: сумма первой, второй и третьей граф

4. : данные берем из таблицы- «Расчет норм минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры» (графа «Вынос планированного урожая - всего»). Данные берем за всю ротацию севооборота.

5. Баланс питательных веществ: четвертую графу разделить на пятую и выразить в %. (1286,7/972,4?100=132%)

6. Баланс (+ -): определяется как разность четвертой и пятой граф (1286,7-972,4=+314)

Таблица № 15- Баланс азота, фосфора и калия за ротацию севооборота для системы удобрения культур

Статья баланса

Внесено с 63 т навоза, кг/га

Вынесено с урожаем с/х культур

Баланс (+ -)

Внесено с 63 т навоза, кг/га

Накопление в почве азота за счет мн. трав, кг/га

Внесено с минеральными удобрениями, кг/га

Всего поступило в почву, кг/га

Вынесено с урожаем с/х культур

Баланс питательных веществ, в % к выносу

Баланс (+ -)

Внесено с 63 т навоза, кг/га

Накопление в почве азота за счет мн. трав, кг/га

Внесено с минеральными удобрениями, кг/га

Всего поступило в почву, кг/га

Вынесено с урожаем с/х культур

Баланс питательных веществ, в % к выносу

Баланс (+ -)

Внесено с 63 т навоза, кг/га

Накопление в почве азота за счет мн. трав, кг/га

Внесено с минеральными удобрениями, кг/га

Всего поступило в почву, кг/га

Вынесено с урожаем с/х культур

Баланс питательных веществ, в % к выносу

Баланс (+ -)

Внесено с 63 т навоза, кг/га

Накопление в почве азота за счет мн. трав, кг/га

Внесено с минеральными удобрениями, кг/га

Всего поступило в почву, кг/га

Вынесено с урожаем с/х культур

Баланс питательных веществ, в % к выносу

Баланс (+ -)

Внесено с 63 т навоза, кг/га

Накопление в почве азота за счет мн. трав, кг/га

Внесено с минеральными удобрениями, кг/га

Всего поступило в почву, кг/га

Вынесено с урожаем с/х культур

Баланс питательных веществ, в % к выносу

Баланс (+ -)

Внесено с 63 т навоза, кг/га

Накопление в почве азота за счет мн. трав, кг/га

Внесено с минеральными удобрениями, кг/га

Всего поступило в почву, кг/га

Вынесено с урожаем с/х культур

Баланс питательных веществ, в % к выносу

Баланс (+ -)

Баланс любого элемента (или вещества) - это количественный и одновременно качественный показатель, выраженный в абсолютных (кг/га д.в.) и относительных (%) величинах. Качество баланса любого элемента при абсолютном выражении результатов определяется соответствующим знаком: плюс («+») - положительный (приход больше расхода), минус («–») – отрицательный или дефицитный (приход меньше расхода) и ноль - нулевой, или уравновешенный, или бездефицитный (приход равен расходу). Баланс питательных элементов - важнейшая агроэкологическая оценка продуктивности культур и плодородия почв любой системы удобрения. Баланс питательных веществ в севообороте - это разница между суммарным количеством поступивших питательных веществ в почву за севооборот и расходом этих веществ на формирование урожая. Балансовый расчет - основной способ проверки правильности разработанной системы удобрения. Ба­ланс питательных веществ дает представление о проис­ходящем истощении или обогащении почвы питательны­ми веществами при существующей системе удобрения в хозяйстве. Баланс может быть положительным, отрицательным и нулевым. Положительный баланс элементов питания способствует сохранению плодородия почвы и дальнейшему его повышению. Отрицательный баланс (дефицитный) показывает, что из почвы отчуждается больше элементов питания чем возвращается обратно в почву, при таком балансе почве истощается и становится менее плодородна. Нулевой баланс говорит о равенстве приходных и расходных статей. В хозяйственной деятельности необходимо стремится к бездефицитному балансу (т.е. положительному или как минимум нулевому).

Используя процентное выражение баланса к выносу, и зная классы обеспеченности почвы фосфором и калием можно по специальной таблице определить допустимость данных значений. Так как даже при положительном балансе процент может быть низок и рассчитанные дозы не будут способствовать сохранению плодородия почвы или наоборот процент может быть настолько велик, что можно будет рекомендовать уменьшить дозы удобрений.

Годовой план применения удобрений – это схема размещения удобрений по полям хозяйства составленная на основе разработанной системы удобрений на конкретный год с учетом необходимых изменений.

Задачи годового плана:

1) при наличии в хозяйстве разработанной системы удобрения по одной схеме определить нормы удобрений для сельскохозяйственных культур на каждом поле севооборота;

2) уточнить нормы удобрений при замене на поле сельскохозяйственной культуры (например, при замене озимых культур яровыми зерновыми или при замене в кормовом севообороте картофеля кормовыми корнеплодами и т. д.), а также уточнить в зависимости от погодных условий (летом предшествующего года, а также осенью и зимой);

3) откорректировать нормы удобрений при известковании. Норму фосфора после известкования можно снизить, а калия, наоборот, повысить;

4) определить основные формы удобрений. В системе указывают только количество питательных веществ. В плане на основе откорректированной нормы определяют ту или иную форму удобрения. Например, при общей норме фосфорных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах можно предусмотреть припосевное внесение суперфосфата в дозе 0,5 ц/га, а остальную часть внести в виде фосфоритной муки в основное удобрение под зяблевую вспашку. В хозяйстве применяют различные формы органических удобрений. В соответствии с биологией сельскохозяйственной культуры необходимо определить то органическое удобрение, которое обеспечит гарантированную прибавку урожая;

5) определить общую потребность в минеральных и органических удобрениях под культуру;

6) распределить удобрения по срокам внесения;

7) определить способы и приемы внесения удобрений;

8) определить основные машины по внесению и заделке удобрений.

Годовой план внесения удобрений в каждом конкретном хозяйстве делают по определенной форме. В ней отражаются следущие показатели: площадь поля, культура и ее урожайность,

потребное количество питательных веществ, нормы удобрений, срок, техника применения при основном, припосевном и послепосевном (подкормка) способах внесения удобрений.

По каждому полю подсчитывается потребность в удобрениях. Определяется общая потребность в удобрениях на всю площадь севооборота.

Цель разработки календарного плана внесения удобрений состоит в том, чтобы определить по основным срокам потребность в удобрениях отдельных культур и полей, а также виды и формы удобрений, количество машин, механизмов и рабочих для выполнения того или иного приема внесения удобрения по севообороту и хозяйству в целом. При разработке календарного плана применения удобрений обязательным является разработка плана организационно-хозяйственных мероприятий реализации программы работ по рациональному применению удобрений. В этом плане предусматривают полный технологический цикл самых разнообразных работ (включающий дробление и смешивание удобрений, их погрузку па транспорт, перевозку удобрений до поля, рассев минеральных и разбрасывание органических удобрений), определяют потребность в машинах, рабочей силе и транспорте для внесения удобрений как до посева, так и при посеве и подкормках, а также в транспорте для перевозки органических удобрений в зимний период.