Изменение почв при внесении удобрений

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Влияние удобрений на свойства почв

Популярные статьи

Влияние удобрений на свойства почв

Детально изучить взаимодействие почв, растений и удобрений возможно в длительных стационарных опытах с систематическим применением удобрений. В таких опытах создаются условия стандартизации, позволяющие изучить действие климатических и агрометеорологических условий на культуры, почвы и факторы, регулирующие почвенное плодородие.

Основные направления исследований в длительных стационарных опытах:

1. сравнительная оценка доз, видов и форм минеральных удобрений;
2. оценка эффективности минеральной, органической и органоминеральной систем удобрений в севооборотах различных типов;
3. установление оптимального распределения удобрений по культурам севооборота;
4. достижение максимальной эффективности при сочетании систем удобрения с химической мелиорацией, определение их влияния на свойства почвы и продуктивность севооборотов;
5. возможность периодического внесения фосфорных и калийных удобрений;
6. оптимизация плодородия и свойств почвы;
7. регулирование биологического круговорота и баланса биогенных элементов в агроценозе;
8. воздействие агрохимических средств на экологию.

В агрохимии используют следующие методы исследования свойств почвы в длительных стационарных опытах.

Агрохимические средства оказывают комплексное действие на плодородие и свойства почвы:

• подкисляют или подщелачивают почвенный раствор;
• изменяют агрохимические свойства;
• влияют на биологическую и ферментативную активность почвы;
• усиливают или ослабляют физико-химическое и химическое поглощение;
• влияют на мобилизацию или иммобилизацию токсических элементов и радионуклидов;
• усиливают минерализацию или синтеза гумуса;
• влияют на интенсивность фиксации азота из атмосферы;
• усиливают или ослабляют действие других питательных веществ почвы и удобрений;
• влияют на подвижность биогенных макро- и микроэлементов почвы;
• вызывают антагонизм или синергизм ионов при поглощении растениями.

Таблица. Методы исследования плодородия почвы (по ОСТ 10152-88 и Методическим указаниям по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения, 2003, с изменениями) [1]

Физико-химические свойства почв оказывают влияние на питательный режим почв, их биологическую активность, обусловливают трансформацию внесенных в почву удобрений, в условиях промывного водного режима определяют возможность передвижения соединений в более глубокие слои почвы.

Систематическое внесение органических и минеральных удобрений сопровождается изменениями физико-химических свойств почв. Внесение навоза на протяжении многих лет обычно увеличивает содержание органического вещества и емкость поглощения почв, уменьшает обменную и гидролитическую кислотность и увеличивает степень насыщенности основаниями.

Совместное внесение навоза и минеральных удобрений на протяжении 15 лет повысило содержание гумуса на 12,6 т/га, азота — на 0,7 т/га, снизило плотность почвы на 0,08 г/см 3 , общая и капиллярная влагоемкость увеличилась более чем на 3%, водопроницаемость — на 4,3 мм/(ч·см 2 ), общая порозность — на 3%.

При длительном применения минеральных удобрений свойства почв могут ухудшаться. Это связано с подкислением реакции почвенного раствора в результате вытеснения из поглощающего комплекса ионов водорода и алюминия, а также физиологической кислотностью некоторых удобрений. Правильное применение удобрений, то есть на фоне навоза и известкования, внесении добавок для нейтрализации физиологической кислотности удобрений, позволяет сохранять кислотность почвы на приемлемом уровне, а в ряде случаев снижая её. На нейтральных и близких к нейтральным черноземных почвах небольшое подкисление в результате внесения удобрений можно считать положительным, так как это повышает подвижность и доступность многих соединений.

В условиях промывного водного режима дерново-подзолистых и серых лесных почв изменения свойств под влиянием удобрений происходят в пахотном и в более глубоких слоях. Это связано с повышенным количеством осадков и подкислением почвы при высоких дозах минеральных удобрений, образованием подвижных органических соединений при внесении навоза и пептизацией почвенных коллоидов под действием одновалентных катионов, входящих в состав удобрений, и вымыванием их за пределы пахотного слоя. Миграции питательных веществ в нижележащие слои вследствие пептизации коллоидов способствует внесение удобрений в пару и под пропашные культуры, а также частые обработки почвы. Процесс усиливается при легком гранулометрический составе почвы и повышении доз удобрений.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Зональные особенности систем удобрения

Популярные статьи

Зональные особенности систем удобрения

Дерново-подзолистые и серые лесные почвы

Почвы Нечернозёмной зоны характеризуются низким естественным плодородием: кислой реакцией, низким содержанием органического вещества, небольшой обеспеченностью элементами питания. На таких почвах большое значение приобретает известкование кислых почв, максимальное применение органических удобрений, внесение высоких доз минеральных удобрений.

Необходимость известкования, количество вносимых минеральных и органических удобрений, распределение их между культурами решаются с учетом следующих факторов:

1. почвенные условия — тип почвы, гранулометрический состав, кислотность, содержание подвижных питательных элементов;
2. тип севооборота — полевой, кормовой, специализированный, лугопастбищный, овощной;
3. наличие органических удобрений;
4. необходимый ассортимент минеральных удобрений;
5. наличие известковых удобрений;
6. уровень агротехники;
7. наличие высокопродуктивных сортов;
8. уровни планируемых урожаев.

Системы удобрений должны предусматривать рост урожаев культур, повышение качества растительной продукции от одной ротации севооборота к другой.

Разработку системы удобрения в севообороте в Нечерноземной зоне начинают с определения места известкования и дозы известковых удобрений. Известкование должно предшествовать применению удобрений.

Эффективность органических удобрений в севообороте возрастает при:

• внесении их под пропашные культуры;
• под покровную культуру с посевом трав в севооборотах с многолетними бобово-злаковыми травами, последействие органических удобрений будет лучше сказываться на последующих культурах;
• в сочетании с минеральными удобрениями на бедных гумусом почвах легкого гранулометрического состава.

В севооборотах для животноводческих комплексов промышленного типа, в которых накапливается достаточное количество бесподстилочного навоза, это удобрение вносится в основном приеме и при подкормке многолетних трав. Минеральные удобрения вносятся в оптимальных дозах в первую очередь под технические культуры, картофель, зерновые культуры, культурные луга и пастбища. Повышение доз минеральных удобрений прежде всего целесообразно на почвах с отрегулированным водным режимом, произвесткованных или не требующих известкования, а также на почвах, очищенных от камней, кустарников, сорняков.

Основное удобрение

Система удобрения отдельных культур в севообороте в Нечернозёмной зоне включает основное внесение, припосевное и подкормки. В основное удобрение под зябь вносят органические удобрения, известковые, фосфорные и калийные. При возделывании яровых зерновых и пропашных культур азотные удобрения вносят весной при культивации, под озимые — в подкормку. При внесении повышенных доз азотных удобрений (90-120 кг/га) на суглинистых почвах 1/3 нормы вносят под зябь. Удобрение, внесенное весной также относится к основным.

Особенно важно определить дозы азотных удобрений для озимых и яровых культур, под покров которых подсеваются бобовые травы. Мощный хлебостой и высокие урожаи зерна покровной культуры ухудшают условия водного и питательного режимов трав, а также солнечной инсоляции, что ослабляет их рост, приводит к изреживанию и снижению урожаев. В Нечерноземной зоне внесение высоких доз азота более 90 кг/га в один срок или приём нецелесообразно. Дробное внесение повышает коэффициент использования азотных удобрений, их эффективность и улучшает качество сельскохозяйственной продукции.

На песчаных и супесчаных почвах азотные удобрения под яровые колосовые и пропашные культуры вносятся только весной. Под озимые культуры на всех типах почв 1/3 нормы азотных удобрений (30-40 кг/га) вносят до посева. При размещении озимых в севообороте после зернобобовых культур и бобовых трав, внесение азота до посева часто не приводит к положительному результату.

При наличии в хозяйстве достаточного количества фосфорно-калийных удобрений в системе удобрения можно предусмотреть внесение под многолетние травы «в запас», то есть на 3-4 года, так как фосфор и калий хорошо закрепляются в почве и при поверхностном внесении в подкормку менее эффективны. Особенно это относится к фосфоритной муке.

Припосевное удобрение

Припосевное удобрение предусматривается для внесение в рядки при посеве яровых и озимых культур гранулированного суперфосфата, аммофоса, нитрофосок и других сложных удобрений. На хорошо удобренных почвах эффективность этого приема снижается, однако остается целесообразным, так как удобрения, внесенные при посеве, способствуют получению хороших всходов, усилению кущения и перезимовке озимых.

Подкормка

Подкормка азотными удобрениями предусматривается в первую очередь для озимых культур, которые после перезимовки выходят ослабленными и нуждаются в первую очередь в азоте. Подкормка фосфорно-калийными удобрениями проводится тогда, когда культура получила недостаточное количество этих удобрений при основном внесении. Подкормка азотом многолетних трав с большой долей бобовых нецелесообразна. По мере уменьшения доли бобового компонента в травосмеси менее 50%, что бывает во второй год пользованиями травами, предусматривается весенняя подкормка азотом N_40-60.

В севооборотах со льном под эту культуру вносится полное минеральное удобрение, однако доза азота значительно меньшей, чем фосфора и калия. Избыток азота приводит к полеганию льна, ухудшает качество льноволокна. Особенно это важно при размещении льна после высокоурожайных многолетних трав с преобладанием клевера. В этом случае доза азота должна быть не более 30 кг/га. По другим предшественникам, в том числе и по обороту пласта, доза азота составляет не более 40-60 кг/га. На окультуренных почвах, где имеется риск полегания льна, посевы льна по пласту клевера с урожайностью сена 50 ц/га не обеспечат получения урожая хорошего качества. В этом случае лен размещается по обороту пласта или другим предшественникам.

В севооборотах на песчаных и супесчаных почвах большая доля приходится на посевы бобовых культур: люпина на корм и зерно, зеленое удобрение, а также сераделлы. Эти растения обладают хорошей азотфиксирующей способностью и нуждаются в фосфорно-калийном удобрении. На эффективность макроудобрений, особенно при повышенных дозах, влияет обеспеченность микроэлементами.

Система удобрения культур, возделываемых на торфяно-болотных почвах, обладающих высокой продуктивностью, основана на использования запасов почвенного азота и внесении фосфорных и калийных удобрений. Азотные удобрения применяют для подкормки озимых зерновых и многолетних злаковых трав, особенно на менее мощных слабоокультуренных торфяно-болотных почвах.

Зона черноземов и каштановых почв

Зона черноземов и каштановых почв занимает обширную территорию России (Центрально-Черноземную зону, Северный Кавказ, Поволжье), Украины и Казахстана (Северный, Южный и Юго-Восточный Казахстан). При рассмотрении научных основ систем удобрения эту зону делят на две части: лесостепную и степную. Эти подзоны различаются по почвенно-климатическим условиям, специализации растениеводства, обеспечению минеральными удобрениями.

Лесостепные районы

Вследствие дефицита минеральных удобрения в лесостепных районах они вносятся в основном под технические культуры, картофель, кормовые и частично под зерновые культуры. Баланс питательных веществ в земледелии характеризуется высоким дефицитом, что приводит к снижению потенциального плодородия, к потерям органического вещества, ухудшению водно-физических свойств почвы.

При распределении удобрений в севообороте оптимальные дозы вносят под сахарную свеклу, подсолнечник, картофель, кукурузу на зерно и силос, озимые хлеба, кормовые культуры при орошении. Яровые зерновые, зернобобовые и крупяные культуры возделываются по удобренным предшественникам за счет последействия удобрений. Под эти культуры непосредственно вносится припосевное фосфорное удобрение (P_10-15).

В год внесения растения используют из минеральных удобрений 20-25% фосфора, 50-60% азота и калия; из навоза — 20-30% азота, 30-40% — фосфора, 60-70% калия.

С учетом последействия навоза, которое в этой подзоне проявляется сильнее, чем в Нечерноземной зоне, в 9-11-польных севооборотах его вносят дважды за ротацию, в 6-7-польных — один раз. Более дробное внесение навоза за ротацию не дает преимуществ. Лучше место внесения навоза в севообороте — предшественник озимых и непосредственно под озимые, если культура рано убирается. Хорошие результаты получают при внесении навоза под картофель, овощные культуры, кукурузу на зерно и силос.

В полевых севооборотах лесостепи навоз вносится в дозах: под озимую пшеницу и рожь — 20-30 т/га; под кукурузу, сахарную свеклу и картофель — 30-40 т/га. В районах достаточного увлажнения кроме навоза применяют торфяные и другие компосты.

В почвозащитных севооборотах на склонах многолетние травы выращивают не менее 3-4 лет, поэтому для обеспечения высоких урожаев трав за 1-2 года до посева под озимую пшеницу или кукурузу вносят повышенные дозы навоза — по 40-60 т/га.

В лесостепных районах Черноземья возрастает роль основного удобрения. В этот прием вносят не менее 2/3 годовой дозы удобрения под зяблевую вспашку в непересыхающие слои почвы. В районах достаточного и избыточного увлажнения азотные удобрения под вспашку зяби не вносят, их применяют весной под припосевную культивацию и в подкормку.

В районах, граничащих с Полесьем, на почвах легкого гранулометрического состава и в местах с близким залеганием грунтовых вод под зябь все виды селитр не вносят, чтобы не допустить вымывание азот за зимний период в нижние слои. В этой подзоне под вспашку предпочтительнее вносить аммонийные формы удобрений.

Фосфорно-калийные удобрения во всех районах лесостепи предпочтительнее вносить под вспашку. Фосфоритную муку и фосфатшлак вносят только под вспашку и в первую очередь на кислых почвах, например, серых лесных, оподзоленных и выщелоченных черноземах. Культуры севооборота, не получившие основного удобрения, сеют с припосевным внесением суперфосфата или сложного удобрения.

Подкормки культур проводят только азотными удобрениями в рекомендуемых дозах и в оптимальные для культуры сроки. Особенно эффективны азотные подкормки озимых хлебов, идущих по занятым парам и непаровым предшественникам.

В лесостепных районах имеется большое разнообразие почве: от серых лесных и оподзоленных черноземов на севере до типичных карбонатных на юге. В северной части увлажненность больше, поэтому нитратов накапливается меньше. К тому же их больше вымывается в зимний период, поэтому на этих почвах в системе удобрения преобладает азот, который часто находится в первом минимуме.

Карбонатные и типичные черноземы этой подзоны имеют хорошие водно-физические свойства и обладают повышенной нитрификационной способностью. Образовавшиеся за летний период нитраты, как правило, не вымываются из корнеобитаемого слоя. Карбонатность почв делает запасы фосфора менее подвижными, поэтому эффективны фосфорные удобрения. Обеспеченность калием этих почв достаточна хорошая, однако калийные удобрения в северной лесостепи эффективны.

На карбонатных черноземах из-за их слабощелочной реакции более эффективны физиологически кислые удобрения. В системе удобрения культур для оподзоленных почв и сильно выщелоченных черноземов один раз за ротацию севооборота предусматривают известкование. Лучшим местом внесения известковых удобрений является поле, где размещаются сахарная свекла, озимые по пару или зернобобовые культуры. В качестве известкового материала лучше всего подходит дефекационная грязь — отход свекло-сахарного производства.

На солонцеватых почвах один раз в 8-10 лет проводят гипсование под сахарную свеклу или озимую пшеницу, предшествующую ей или гороху.

В лесостепных районах часто проявляется действие микроудобрений, например, на сахарной свекле — бор, на бобовых и зернобобовых культурах — молибден.

Степные районы

Почвы степных районов также разнообразны — от типичных и обыкновенных черноземов на севере до южных и приазовских черноземов на юге. В этих районах часто встречаются карбонатные почвы. В восточных районах, где степь переходит в сухую степь, распространены каштановые почвы. Степные районы расположены на юге Центрально-Черноземной зоны, на севере Северного Кавказа и Поволжье, в Казахстане — Северный, Южный и Юго-Восточный регионы.

В системе удобрения севооборотов должно преобладать основное удобрение, которое вносят осенью под вспашку. Этот прием исключает возможность смыва и сноса ветром удобрений, а также газообразные потери азота. Удобрения при этом размещают в более влажных слоях почвы. Однократное внесение удобрений осенью часто оказывается более эффективным, чем применение той же дозы в несколько приёмов.

В степных районах влагообеспеченность является фактором, лимитирующим урожай и эффективность удобрений, поэтому все мероприятия, направленные на накопление и сохранение почвенной влаги, способствуют повышению эффективности удобрений. В свою очередь удобрения способствуют более экономному расходованию влаги на создание урожая. Расход воды на создание единицы сухого вещества на удобренном фоне уменьшаются на 15-20%.

В степных районах часто в минимуме находится фосфор. Фосфорное голодание растений — фактор, лимитирующий урожай культур. Улучшение обеспеченности почвы фосфором достигается внесением фосфорных удобрений. Максимальный урожай достигается при внесении азота, калия и фосфора, с преобладанием последнего.

Основным приемом применения удобрений является внесение их с осени под зяблевую вспашку. В этот прием вносится до 85-90% годовой нормы удобрений под культуру. Остальная часть, в основном фосфор, вносится в рядки при посеве. Подкормки малоэффективны, за исключением подкормки озимых азотом.

При разработке системы удобрения в севообороте на богарных землях при определении места внесения основного удобрения учитывают:

1. внесение удобрений дробными дозами под большинство культур севооборота не всегда рационально;
2. высокое последействие, особенно фосфорных и калийных удобрений: прибавки урожая за счет последействия иногда превосходят эффект от прямого действия.

В степных районах заправочное удобрение севооборота с непродолжительной ротацией (5-6-польные) вносят 1-2 раза. В 9-11-польных паропропашных и зернопропашных севооборотах основное удобрение вносят 3-4 раза за ротацию.

В качестве основного заправочного удобрения прежде всего используется навоз, который лучше вносить в черном пару и под кукурузу. Вносят его с осени под зяблевую вспашку или при подъёме пара. Минеральные удобрения в основном приеме в 10-12-польном севообороте вносят в чистом и занятом пару под озимые культуры, кукурузу и яровую пшеницу. Все остальные культуры севооборота используют последействие основного удобрения и получают в рядки при посеве гранулированный суперфосфат или сложное удобрение.

В условиях Северного Казахстана, при высоком содержании почвенного калия, система удобрения сводится к разработке приёмов и методов оптимизации фосфорного и азотного питания культур.

Высокий дефицит фосфора в почвах подзоны обусловливает высокую эффективность фосфорных удобрений под все культуры. Например, внесенный под зерновые культуры фосфор, в зависимости от доз и дефицита обеспечивал прибавку урожая от 2,5-5 до 8-9 ц/га.

На чернозёмах лесостепной и степной зонах с осадками 350-370 мм припосевное внесение равноценно основному или даже превосходит его. Однако в сухостепной зоне на темно-каштановых почвах основное внесение фосфорных удобрений в пару в 1,5-2 раза эффективнее ежегодного припосевного. В сухостепной зоне устойчивую прибавку припосевное внесение обеспечивается только на первой культуре после пара, где достаточно азота и лучше условия увлажнения.

В паровых полях, при наличии влаги и под влиянием обработок накапливается достаточное количество минерального нитратного. Содержание подвижных форм фосфора меняется незначительно. Этим и объясняется высокая эффективность фосфорных удобрений по пару. Пар является лучшим местом севооборота для внесения фосфорных удобрений.

Наибольший эффект они дают при внесении во влажный слой почвы, на глубину на 16-20 см, но не менее 12 см, в зону устойчивого увлажнения. При отсутствии спецмашин удобрения вносятся зернотуковыми сеялками по обработанному на 14-16 см пару. Поверхностное внесение фосфорных удобрение снижает их эффективность в 2-3 раза.

В плодосменных беспаровых севооборотах фосфорные удобрения вносят под ведущую культуру севооборота. В севооборотах с многолетними травами — под распашку многолетних трав. Это единственный случай когда удобрения можно вносить поверхностно.

Учитывая длительное последействие фосфорных удобрений, их вносят в паровом поле в зону устойчивого увлажнения — на глубину 12-20 см один раз в 4-5 лет, обеспечивая всю ротацию севооборота.

При локальном внесении оптимальных доз фосфорных удобрений окупаемость 1 кг д.в. за ротацию 4-5 полного севооборота составляет 10-15 кг зерна, в благоприятные годы — до 20 кг.

Согласно многолетним исследованиям азотного режима почв и эффективности азотных удобрений в условиях Северного Казахстана (Черненок В.Г., 1993, 1997), основными факторами определяющими эффективность азотных удобрений являются: содержание в почве нитратного азота, подвижного фосфора, их соотношение и условия увлажнения. Азотные удобрения могут повышать урожайность в течение 2 лет.

Преобладающей минеральной формой азота в почвах Северного Казахстана является нитратная. Наиболее благоприятные условия для нитрификации складываются в паровом поле, где содержание нитратов может увеличиваться в 2-3 раза, обеспечивая высокий уровень азотного питания первой культуры после пара. Однако, в случае экстремально засушливых условий в период парования, когда за год выпадает менее 200 мм осадков, процесс нитрификации подавляется. После таких лет неблагоприятного азотного режима, это сказывается на первой культуре после пара. По мере удаления культур от пара содержание нитратов снижается в 2-4 раза.

Фосфорные удобрения эффективны при хорошем уровне азотного питания, то есть на первой культуре после пара, а азотные — на культурах, более удаленных от пара.

На южном карбонатном черноземе по данным Казахского научно-исследовательского института зернового хозяйства (КазНИИЗХ) по второй культуре после пара увеличение урожайности зерновых культур от азотных удобрений отмечено в 22% случаев, по третьей — 37%, по четвертой — 60%, по пятой — 82%.

Однако в экстремально засушливые годы с осадками менее 200 мм за год, азотные удобрения вносить не целесообразно, так как их они не дадут эффекта независимо от содержания азота из-за острого дефицита влаги.

Эффективность азотных удобрений зависит от сроков внесения, что связано с условиями увлажнения. В чернозёмной зоне с количеством осадков более 320 мм за год, осеннее внесение аммиачной селитры уступает по эффективности весеннему. В каштановой зоне с годовыми осадками менее 300 мм, сроки внесения аммиачной селитры не оказывали влияния на их эффективность, однако в годы с дождливой осенью эффективнее весеннее, а в годы с сухой весной — осеннее. Лучшей формой азотных удобрений для яровой пшеницы при внесении под предпосевную культивацию является мочевина, для ячменя — сульфат аммония.

Эффективность азотных удобрений возрастает с повышением содержания фосфора до оптимального уровня, для яровой пшеницы он составляет 35 мг Р₂O₅ /кг почвы. При дальнейшем насыщении почв фосфором эффект снижается, что связано с нарушением соотношения между элементами питания.

Из азотных удобрений для почв степных районов рекомендуются мочевина, аммиачная селитра, сульфат аммония. Неприемлемы физиологически щелочные азотные удобрения, усиливающие подщелачивание почв.

По непаровым предшественникам и в беспаровых плодосменных севооборотах более эффективно использование комплексных азотно-фосфорных удобрений (нитрофос, нитроаммофос) при основном, рядковом внесении и в подкормках. Аммофос по эффективности равноценен двойному суперфосфату, однако уступает по экономической эффективности.

Из калийных удобрений лучше применять хлористый и сернокислый калий.

Органические удобрения вносят, прежде всего, на полях с низким уровнем плодородия. Примерные дозы навоза для зерновых — 20-30 т/га, пропашных — 30-40 т/га, овощных — 40-50 т/га.

В качестве органического удобрения можно использовать солому злаковых культур. По своему влиянию на плодородие почвы 1 тонна соломы равноценна 3-3,5 тоннам навоза. По данным КазНИИЗХ, при урожайности 15-20 ц/га зерна оставление соломы обеспечивает бездефицитный баланс гумуса в 4-6-польных зернопаровых севооборотах.

Источник