Точность распределения органических удобрений
Точность распределения играет важную роль не только при заделке семян и разбрасывании минеральных удобрений, но и при внесении навоза или компоста. Как мы это проверяем на практике, вы узнаете из данной статьи.
При испытании разбрасывателя компоста и твердых органических удобрений детальному изучению подлежат такие характеристики как поперечное и продольное распределение материала с учетом различных норм его внесения. В зависимости от того, к чему приспособлен наш тестируемый кандидат, речь идет о навозе, свежем компосте или ивестняке.
Для начала нужно иметь пригодную для обработки площадь. Это значит – по возможности ровный участок достаточной длины, чтобы перед началом проведения измерений можно было проехать определенное расстояние. Это позволяет нам удостовериться в том, что весь материал уже находится у дозирующих устройств. Во время проведения измерений погода должна быть как можно более безветренной, поскольку ветер может оказать существенное влияние на поперечное распределение материала. Особенно при проведении измерений с использованием легковесных материалов или больших дугообразных траекториях распределения удобрений ветреная погода приводит к возникновению ошибок.
В качестве разбрасываемого материала необходимо использовать по возможности гомогенные вещества с заранее известной объемной массой. Например, просеянный компост определенного гранулометрического состава и навоз равномерной структуры, соответственно, в необходимых количествах для того, чтобы для каждой нормы внесения можно было провести такие измерения как минимум трижды.
Затем следует подготовка к эксперименту, т.е. экспериментального участка. Для этого по всей рабочей ширине захвата размещаются пластиковые лотки, в которые попадает разбрасываемый материал. При измерении поперечного распределения они устанавливаются поперек направления движения рядом друг с другом. При измерении продольного распределения в пределах колеи на определенном расстоянии устанавливаются другие лотки.
Теперь разбрасыватель может быть настроен и загружен в соответствии с предписаниями. При этом загрузка материала должна быть равномерной как по длине, так и по ширине всей загружаемой площади поверхности.
Высота погрузки зависит от загружаемого материала – в этом мы полагаемся на предписания в инструкции по эксплуатации.
С помощью указаний в инструкции по эксплуатации, а именно – таблиц норм внесения удобрений теперь задаются необходимые параметры. Прежде всего это касается тарельчатых разбрасывателей. К таким параметрам относятся, например, положение разбрасывающих лопастей для достижения оптимального угла выброса удобрений или угол открывания разгрузочной крышки разбрасывающего устройства для достижения оптимальной точки выгрузки. Затем должны быть отрегулированы в соответствии с предписаниями толкатель, проталкивающий заторы и скребковый транспортер. Разбрасыватель движется с заранее установленной и обычной для практических условий скоростью, например, 8 км/ч.
Поперечное распределение навоза при норме внесения 20 т/га.
Затем следует сам процесс разбрасывания. В зависимости от материала может быть достигнута различная рабочая ширина. Как правило, чем тяжелее и крупнее гранулы разбрасываемого материала, тем больше и дальность выброса. Поэтому ряды улавливающих лотков располагаются на такой ширине, которая позволяет поймать разбрасываемый материал при любой дальности полета частиц удобрения.
После каждого прохода лотки взвешиваются, опустошаются и снова ставятся на прежнее место. Весь этот процесс повторяется минимум три раза с каждым разбрасываемым материалом и каждой нормой внесения.
Такой же эксперимент с использованием измерительных лотков проводится нами и для определения точности продольного распределения. Из этих проходов мы получаем основную картину разбрасывания, которая вычисляется путем сложения двух проходов (туда и обратно), так как распределение удобрений по всей ширине захвата неравномерное. А для того чтобы не совершать прохода в обратном направлении (так как длина гона так или иначе одинакова), к полученному значению по первому проходу в соответствии с заданной рабочей шириной просто добавляется длина второго. Это позволяет производить меньше проходов, а благодаря теоретическим расчетам результат измерений получается очень точным, так как другие факторы окружающей среды не учитываются. Затем рассчитывается так называемый коэффициент вариации(КВ). КВ показывает среднее процентуальное отклонение отдельных результатов измерений от среднего значения (не от желаемой нормы внесения). Таким образом, чем больше КВ, тем хуже распределение.
Приемные лотки устанавливаются близко друг к другу по всей рабочей ширине разбрасывания. После каждого прохода содержимое этих лотков взвешивается и делается вывод о распределении и фактической норме внесения удобрений.
Для того чтобы можно было оценить полученные результаты, представим их в графической форме. Для этого Немецким сельскохозяйственным обществом DLG была создана схема (таблица) оценки. Кроме этого, при проведении расчетов можно без проблем менять рабочую ширину, т.е. допускать перекрытие площади разбрасывания в большей или меньшей степени. Расстояние, при котором КВ самый низкий, представляет со бой оптимальную рабочую ширину. На основе общего веса содержимого лотков рассчитывается вносимое количество на гектар, которое является фактической нормой внесения удобрений.
По такому же принципу проводится в практических условиях измерение продольного распределения. Для того чтобы получить очень точные значения продольного распределения необходимо действовать по схеме DLG: разгружать транспортное средство на испытательном стенде при неизменных условиях и постоянном измерении опорной и осевой нагрузки. В данном случае можно получить точные данные по продольному распределению.
Все описанные методы проведения измерений являются трудоемкими полевыми испытаниями. Поэтому подобные измерения мы можем проводить, как правило, только при сравнительных испытаниях. И только в этом случае можно действительно сравнивать полученные результаты, так как разбрасываемые вещества на практике слишком неоднородны и не могут каждый год при тестированиях различных разбрасывателей обладать одними и теми же свойствами.
| Поперечное распределение органических удобрений и компоста разбрасывателями удобрений | ||
|---|---|---|
| ВК до 15% | ++ | отлично |
| ВК от 15,1 до 20% | + | |
| ВК от 20,1 до 25% | 0 | средне |
| ВК от 20,1 до 30% | — | удовлетворительно |
| ВК больше 30% | — | неудовлетворительно |
Вывод
Определение поперечного и продольного распределения разбрасывателем удобрений – это трудоемкий процесс измерений с использованием различных разбрасываемых материалов и норм внесения.
Коэффициент вариации представляет собой степень отклонения от среднего значения, которая позволяет сделать вывод о точности распределения. В качестве дополнительных результатов мы рассчитываем фактическую норму внесения удобрений и устанавливаем оптимальную рабочую ширину.
Источник
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Home » Агрохимия » Методы определения доз удобрений
Популярные статьи
Методы определения доз удобрений
Все методы определения доз удобрений основываются на данных длительных или эпизодических полевых и производственных опытов, а различаются полнотой и точностью отражения закономерностей взаимоотношений растений, почв и удобрений.
Все существующие методы и их модификации определения доз удобрений можно разделить на:
- методы обобщения результатов опытов с эмпирическими дозами удобрений;
- методы обобщения результатов опытов с помощью балансов питательных элементов.
Все перечисленные методы оптимизации доз удобрений позволяют достаточно объективно прогнозировать величину урожая сельскохозяйственных культур. Но несмотря на это, они требуют совершенствования в плане комплексного подхода, учитывающего условия выращивания культур и экономической окупаемости удобрений.
Методы, основанные на обобщении данных с эмпирическими дозами удобрений
Обобщение проводимых под методическим руководством Географической сети опытов ВИУА во всех почвенно-климатических зонах с разными культурами результатов полевых опытов позволило определить эффективность отдельных видов удобрений на разных типах почв и дозы органических и минеральных удобрений для основных культур на различных типах и подтипах почв. В последующем проведена дифференциация доз в пределах разностей почв с учетом обеспеченности питательными элементами предшественников и сортовых особенностей культур.
На основании обобщений результатов опытов разработаны также дозы, оптимальные сроки и способы внесения удобрений до посева, при посеве и после посева для основных культур во всех почвенно-климатических зонах.
Согласно данным Географической сети опытов ВИУА и агрохимической службы ЦИНАО, для основных почвенно-климатических зон России на преобладающих типах почв со средним содержанием подвижного фосфора и обменного калия рекомендованы оптимальные дозы макроудобрений под основные культуры, а также дозы и способы внесения микроудобрений.
Таблица. Оптимальные дозы минеральных удобрений (кг/га) под основные сельскохозяйственные культуры (обобщение Литвака, 1990)
| Культура | Зона | N | P2O5 | K2O |
|---|---|---|---|---|
| Озимая пшеница | Нечерноземная | 100 | 90 | 90 |
| Лесостепная | 85 | 80 | 65 | |
| Степная | 75 | 70 | 50 | |
| Кукуруза | Лесостепная | 100 | 80 | 70 |
| Степная | 80 | 70 | 60 | |
| Картофель | Нечерноземная | 95 | 90 | 110 |
| Лесостепная | 90 | 90 | 90 | |
| Степная | 85 | 80 | 70 | |
| Силосные культуры | Нечерноземная | 100 | 80 | 105 |
| Лесостепная | 100 | 75 | 80 | |
| Степная | 65 | 60 | 55 | |
| Сахарная свекла | Нечерноземная | 145 | 135 | 175 |
| Лесостепная | 135 | 140 | 150 | |
| Степная | 120 | 120 | 105 |
Таблица. Дозы и способы внесения микроудобрений под основные культуры (обобщение Литвака, 1990)
| Культура | Элемент | Внесение в почву, кг/га д. в. | Обработка семян, г/т д. в. | Некорневая подкормка, г/га д. в. | |
|---|---|---|---|---|---|
| до посева | при посеве | ||||
| Зерновые колосовые | В | — | 0,2 | 30-40 | 20-30 |
| Cu | 0,5-1,0 | 0,2 | 170-180 | 20-30 | |
| Mn | 1,5-3,0 | 1,5 | 80-100 | 15-25 | |
| Zn | 1,2-3,0 | — | 100-150 | 20-25 | |
| Мо | 0,6 | 0,2 | 50-60 | 100-150 | |
| Свекла (все виды) | В | 0,5-0,8 | 0,15 | 120-160 | 25-35 |
| Cu | 0,8-1,5 | 0,3 | 80-120 | 70 | |
| Mn | 2-5 | 0,5 | 90-100 | 20-25 | |
| Zn | 1,2-3,0 | 0,5 | 140-150 | 55-65 | |
| Мо | 0,5 | 0,15 | 100-150 | 100-200 | |
| Зернобобовые | В | 0,3-0,5 | — | 20-40 | 15-20 |
| Cu | — | — | 120-160 | 20-25 | |
| Mn | 1,5-3,0 | — | 100-120 | — | |
| Zn | 2,5 | 0,5 | 80-100 | 17-22 | |
| Мо | 0,3-0,5 | 0,06 | 150-160 | 25-30 | |
| Овощные и картофель | В | 0,4-0,8 | — | 100-150 | — |
| Cu | 0,8-1,5 | — | — | 20-25 | |
| Mn | 2-5 | — | 100-150 | — | |
| Zn | 0,7-1,2 | — | — | — | |
| Мо | — | — | 80-100 | 30-150 | |
| Лен | В | 0,3-0,5 | 0,1 | 50-60 | 5-10 |
| Cu | 1-6 | — | 100-120 | — | |
| Mn | 3,0 | — | 80-100 | 30 | |
| Zn | 3,5 | — | — | — | |
| Мо | 3,0 | — | 150-160 | 150-250 | |
| Бобовые травы | В | 0,5-0,6 | — | 20-40 | 25-35 |
| Cu | 3,0 | 1,5 | 150-160 | 20-35 | |
| Mn | 1,5-3,0 | — | 50-70 | — | |
| Zn | 1,3 | — | 100-120 | 55-65 | |
| Мо | 0,2-0,3 | — | 100-120 | 150-250 | |
| Злаковые травы | В | 0,5-0,6 | — | — | 25-35 |
| Cu | 0,8-1,5 | — | — | 25-35 | |
| Zn | 0,7-1,2 | — | 100-120 | 55-65 | |
| Мо | 0,2-0,3 | — | 150-200 | 150-250 |
Региональные научно-исследовательские учреждения предлагают более конкретизированные рекомендации по культурам, типам, подтипам и разностям почв с указанием уровней плановых урожаев, окультуренности почв и в сочетаниях с дозами органических удобрений.
В каждом комплексе конкретных природных и хозяйственных условий территорий на основании результатов не менее 7-10 воспроизводимых опытов с одной культурой или сортом региональные учреждения Географической сети опытов и Агрохимслужбы определяют количественные показатели эффективности удобрений:
- прибавку урожая от оптимальной дозы;
- вынос элементов на единицу основной и побочной продукции и коэффициенты использования элементов почвы и удобрений;
- коэффициенты возврата или интенсивность баланса элементов;
- поправочные коэффициенты к дозам в зависимости от класса почвы;
- нормативы затрат минеральных удобрений для получения единицы прибавки и урожая в целом;
- оптимальные уровни содержания питательных элементов в почве;
- нормативы затрат удобрений на единицу изменения содержания в почве подвижных форм элементов;
- основные показатели качества продукции;
- экономические показатели эффективности удобрений;
- математические модели, характеризующие связь между продуктивностью культур, плодородием почв, дозами удобрений, погодными и агротехническими факторами;
- уровни природоохранных ограничений при применении удобрений.
По результатам разрабатывают конкретные рекомендации доз и соотношений удобрений, однако и в этом случае необходима коррекция доз применительно к конкретному предприятию, агроценозу и полю.
К этой же группе методов относятся и расчеты доз по нормативам затрат минеральных удобрений на весь урожай по формуле:
или прибавку урожая:
где Д — доза N, P2O5, K2O на желаемый урожай или прибавку, кг/га д.в.; У и ΔУ — соответственно желаемый урожай или прибавка, т/га; Н1 и Н2 — нормативы затрат удобрений на единицу урожая и прибавки, кг д.в.; Kn — поправочный коэффициент на класс почвы по обеспеченности фосфором и калием; при расчетах доз азота Кn = 1.
Нормативы затрат удобрений и поправочные коэффициенты к дозам удобрений указываются в региональных рекомендациях НИИ, сельскохозяйственных опытных станций, центров и станций Агрохимслужбы.
Третьим направлением группы методов, основанные на обобщении данных с эмпирическими дозами удобрений, является поиск математических зависимостей урожайности от доз удобрений. Первым такую попытку сделал в 1905 г. немецкий ученый Э.А. Митчерлих, который предложил следующее уравнение:
где А — максимально возможный урожай; У — фактический урожай; С — коэффициент пропорциональности, характеризующий зависимость между урожаем и дозой удобрений; х — доза удобрений.
Четвертым направлением группы методов является разработка регрессивных моделей по результатам планирования, проведения и статистической оценки результатов многофакторных опытов с эмпирическими дозами удобрений. Для определения количественной зависимости между урожайностью и дозами удобрений лучшей математической моделью оказалось уравнение со степенями 0,5 и 1 для факторов и 0,5 для парных взаимодействий:
где У — урожай; а0 — свободный член уравнения; a1, a2, …, a9 — члены уравнения, характеризующие действие и взаимодействие факторов; N, P, K — дозы удобрений.
Пятым направлением данной группы методов является разработка математических моделей с использованием компьютерной техники для определения оптимальных доз удобрений под культуры с учетом функциональной зависимости от множества факторов внешней среды:
где У — урожай; xn — переменные факторы, влияющие на урожай, например, дозы и соотношения удобрений, класс и гранулометрический состав почвы, погодные условия, сортовые особенности, предшественники и т.д.
Разными научно-исследовательскими учреждениями на основании обобщенных результатов полевых опытов, анализов и наблюдений, разработаны программные комплексы по определению доз удобрений. Так, ЦИНАО разработан программный комплекс «РАДОЗ» (аббревиатура от слов «рациональные дозы»), который был модернизирован в РАДОЗ-2, позднее — в РАДОЗ-3. Модернизация связана с увеличением числа факторов, влияющих на урожайность культур.
Практическое применение любого из этих методов и модификаций позволяет избежать грубых ошибок в применении удобрений. Однако они определены эмпирически без учета биологических потребностей культур в питательных элементах и не дают ответа на вопрос о состоянии почвы; по ним, несмотря на поправочные коэффициенты, нельзя количественно оценить баланс элементов без специальных расчетов.
Источник