Система удобрений в севообороте
Эффективность удобрений максимальна при оптимальном удовлетворении растений всеми факторами жизни (свет, тепло, влага, воздушный режим и др.) в комплексе с другими приемами агротехники.
К основным условиям, влияющим на эффективность удобрений, относятся: климатические, уровень плодородия почв, дозы удобрений, соотношение в них питательных веществ, мелиоративные противоэрозионные и агротехнические мероприятия, ассортимент удобрений, биологические особенности культур и др.
Климатические условия определяют главным образом степень обеспеченности растений теплом и влагой. Для большинства- полевых культур максимальная продуктивность обеспечивается при условии, если сумма температур выше +10°C за вегетационный период составляет не менее 3000°, а влажность почвы поддерживается на уровне 60—80% от ППВ. В нашей стране такие условия климата характерны главным образом для лесолуговой и лесостепной зон. В остальных районах наблюдаются значительные отклонения климатических условий в сторону недостатка тепла (северные районы) или недостатка влаги (южные и восточные районы), что определяет эффективность применяемых удобрений.
Для рационального распределения удобрений и разработки системы удобрений в соответствии с природными особенностями отдельных районов нашей страны необходимо учитывать основные почвенно-климатические зоны с резко различным характером действия удобрений.
По характеру увлажнения лесолуговая — влажная зона, лесостепная — полувлажная, степная — полузасушливая, сухостепная с темно-каштановыми и каштановыми почвами — засушливая, полупустынная и пустынная со светло-каштановыми, бурыми и сероземными почвами — очень засушливая.
Для лесолуговой зоны характерно, что примерно в 80% случаев нет ущерба урожаю от засухи или он незначителен, в то время как в сухостепной зоне в 70% случаев урожай от засухи снижается на 40—50%. По мере перехода от лесолуговой зоны к пустынной изменяется не только стабильность урожаев, но и эффективность удобрений.
Уровень плодородия почв нашей страны, т. е. способность их обеспечивать растения питательными веществами, весьма разнообразен.
Азотное питание зависит от содержания в почве органического вещества и скорости его разложения. В дерново-подзолистых почвах лесолуговой зоны содержание гумуса низкое и общее количество освобождаемого азота в доступной для растений форме невелико. При переходе от лесолуговой зоны к лесостепной количество подвижных форм азота возрастает вследствие повышения содержания гумуса в почве. В сухой степи процент гумуса падает, но степень его разложения (особенно при наличии влаги) резко возрастает, что приводит к быстрому истощению почвы. Однако без полива освободившегося при разложении гумуса азота хватает для растений, так как при низких урожаях, получаемых в этих условиях, они усваивают питательные вещества (в первую очередь азот) в небольшом количестве.
Потребность в фосфорных и калийных удобрениях зависит от содержания подвижных форм этих элементов в почвах и степени их доступности растениям. Значительная часть земель нашей страны содержит, мало фосфора, причем доступность его при снижении влажности почвы в течение вегетационного периода падает и тем сильнее, чем ниже увлажненность данной зоны. Небольшое количество фосфора в почве свидетельствует о низком уровне ее плодородия. Опытные и производственные данные указывают на тесную связь между содержанием фосфора в почве и уровнем урожая основных культур.
Для достижения оптимального содержания фосфора в почвах различной обеспеченности им требуется внесение значительного количества фосфорных удобрений. Потребность в них растений не только не снижается при переходе от лесолуговой к степной зоне, но и несколько увеличивается.
Потребность в калии на легких дерново-подзолистых почвах с низким содержанием его значительна, по мере утяжеления механического состава почв она снижается. В лесостепной и степной зонах в почвах количество калия возрастает, а в почвах сухостепной зоны его достаточно для обеспечения урожаев без полива.
Нечерноземная зона в первую очередь нуждается в снабжении минеральными удобрениями, так как другие агротехнические приемы здесь не обеспечивают значительного роста урожайности основных сельскохозяйственных культур.
Основная особенность применяемых удобрений в нашей стране — уменьшение их влияния на урожай при переходе из Нечерноземной в лесостепную и степную зоны. Эта закономерность прослеживается на многих культурах, распространенных в данных зонах.
В пределах европейской части нашей страны эффективность полного минерального удобрения в целом и азота в частности на озимой пшенице уменьшается с продвижением с северо-запада на юго-восток. Если на дерново-подзолистых почвах нашей страны прибавка урожая озимой пшеницы составляет 8—10 ц/га, то в лесостепной и черноземной зонах она падает на 3—4 ц/га. Наиболее высокая окупаемость удобрений под яровую пшеницу наблюдается в дерново-подзолистой зоне, в лесостепи Зауралья и Восточной Сибири.
На дерново-подзолистых почвах наиболее эффективны азотные удобрения; прибавки урожая от N40-60 составляют 4—5 ц/га, а от полного минерального удобрения (N60P40K40) — 6 ц/га.
В зоне выщелоченных черноземов основная роль принадлежит также азоту, хотя его эффективность несколько ниже, чем в зоне дерново-подзолистых почв.
В более засушливых степных областях, где распространены обыкновенные черноземы и каштановые почвы, уменьшается действие азота и возрастает значение фосфора.
Высокоэффективно полное минеральное удобрение в лесостепной зоне Зауралья: N60P40K40 обеспечивает прибавку урожая 6—7 ц/га.
На обыкновенных черноземах Западной Сибири, где сосредоточена значительная часть посевов яровой пшеницы, основная роль в повышении урожая принадлежит фосфорным удобрениям.
В лесостепях Восточной Сибири на серых лесных почвах и выщелоченных черноземах целесообразны азотные удобрения. Здесь прибавка урожая яровой пшеницы от дозы N40-60 составляет 5—6 ц/га, а от полного минерального удобрения — 7—7,5 ц/га.
В пределах лесостепной зоны европейской части нашей страны отмечается некоторое уменьшение влияния полного минерального удобрения в восточных районах по сравнению с западными. Так, на выщелоченных черноземах Центрально-Черноземной зоны средняя прибавка урожая зерна яровой пшеницы от внесения N40P40K40 составляет примерно 4,5 ц/га, а на таких же почвах в Поволжье и Приуралье — 3,5. В восточной лесостепи сравнительно невысокой отзывчивостью на удобрения отличаются почвы Ульяновской, Пензенской областей и некоторых районов Татарской и Башкирской АССР, где сильнее проявляется засушливость климата. В районах, лучше обеспеченных влагой, эффективность их такая же, как в Центрально-Черноземной зоне.
На черноземах типичных и обыкновенных Центрально-Черноземной зоны прибавка урожая сахарной свеклы от основного удобрения в дозах N80-100 P80-100 K80 составляет 65—75 ц/га, а на черноземах обыкновенных Поволжского района в дозах N50-60P90-100K50-60 — около 50 ц/га.
Если при движении от зоны к зоне происходят резкие изменения как свойств почвы, так и климата, то в пределах одной зоны в западной и восточной ее части изменения климата бывают не столь резки, а плодородие почвы одного и того же типа может заметно колебаться.
Один из главных факторов, определяющих эффективность применяемых удобрений, — предшественник и предшествующая удобренность полей.
Источник
Зависимость эффективности применения удобрений от почвенных условий
Эффективность удобрений в различных почвенных зонах
В связи с большим разнообразием почвенно-климатических условий в нашей стране эффективность удобрений в различных почвенных зонах неодинакова, о чем свидетельствуют материалы географической сети опытов с удобрениями Всесоюзного научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения имени Д. Н. Прянишникова и других научно-исследовательских учреждений, а также данные полевых опытов, проводимых проектно-изыскательскими станциями химизации в производственных условиях, непосредственно на полях колхозов и совхозов.
В нашей стране почти все почвы нуждаются в удобрениях, и их внесение дает экономически оправданные прибавки урожая. Действие минеральных удобрений на возделываемые культуры в различных зонах страны, по обобщенным Центральным институтом агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО) результатам более чем 12 тыс. массовых кратковременных полевых опытов агрохимслужбы, проводимых непосредственно на полях колхозов и совхозов страны, показано в таблице 17.
Эффективность удобрений тесно связана с обеспеченностью растений влагой и содержанием подвижных форм питательных веществ в почве. Наиболее высокие и устойчивые прибавки урожаев минеральные удобрения дают в зонах достаточного увлажнения — в Нечерноземной зоне, увлажненных районах Северного Кавказа и южных районах при орошении.
В районах Западной и Восточной Сибири эффективность удобрений повышается по направлению с запада, юго-запада от Уральских гор на восток и северо-восток. На Дальнем Востоке, где преобладают относительно бедные почвы, а растения хорошо обеспечены влагой, эффективность удобрений примерно такая же, как и в увлажненных районах европейской части СССР.
В отношении действия на урожайность отдельных элементов питания наблюдаются следующие закономерности. Наибольшая эффективность азотных удобрений проявляется в Нечерноземной зоне, в увлажненных районах Северного Кавказа и при орошении в южных районах. Она несколько снижается в зоне черноземов и практически ничтожна в сухостепной и пустынной зонах без орошения.
17. Эффективность применения минеральных удобрений в СССР под различные сельскохозяйственные культуры, по данным полевых опытов агрохимической службы
Фосфорные удобрения оказывают самое сильное действие на урожайность культур на черноземах и дерново-подзолистых почвах. Припосевное внесение их в небольших дозах эффективно и на богарных землях, в районах с недостаточным количеством осадков.
Наибольший эффект от калийных удобрений наблюдается на торфяно-болотных, а также на дерново-подзолистых почвах легкого механического состава. Роль калийных удобрений будет возрастать с повышением доз азотных и фосфорных удобрений и ростом урожайности.
Из зерновых культур озимая пшеница наиболее отзывчива на удобрения. Наибольшие прибавки урожая зерна этой культуры от удобрений (N IOOP 8QK go) и оплата 1 кг питательных веществ прибавкой урожая получены на дерново-подзолистых почвах Белоруссии (соответственно 12,7 ц/га и 4,9 кг), Украины (12 и 4,6), в областях и автономных республиках РСФСР, расположенных в Среднерусской провинции (соответственно 10,9 ц/га и 4,2 кг). В лесостепной зоне от внесения 210-240 кг/га питательных веществ полного минерального удобрения при соотношении NPK, равном 1:0,8:0,8, прибавки урожая составили 7,1-8,5 ц/га, а оплата 1 кг питательных веществ зерном — 3,2-3,8 кг. В степной зоне Украинской и Южнорусской провинций прибавка урожая и оплата удобрений были соответственно равны 5,8-4,9 ц/гa и 3,6-3,4 кг.
На предкавказских карбонатных и выщелоченных черноземах при благоприятных условиях увлажнения прибавки урожая от удобрений достигают 6,8-7,9 ц/гa. Высокая эффективность минеральных удобрений наблюдается в основных районах возделывания озимой пшеницы горного Кавказа.
Озимая рожь менее отзывчива на удобрения, чем озимая пшеница. Однако прибавки урожая зерна этой культуры на дерново-подзолистых почвах Бегоруссии и Украины достигают 10,8 ц/га при оплате 1 кг питательных веществ зерном 4,4-4,5 кг. При переходе от западных районов к восточным эффективность минеральных удобрений снижается: прибавки урожая в Волго-Вятском и Уральском районах составляют на дерново-подзолистых почвах соответственно 6,7 и 6,4 ц/га при оплате 1 кг питательных веществ прибавкой урожая зерна 3 и 2,8 кг.
Географические закономерности действия минеральных удобрений на урожайность ярового ячменя почти такие же, как и на урожайность озимой пшеницы. Наибольшая эффективность удобрений отмечается на дерново-подзолистых почвах Белорусской провинции, где прибавка урожая составляет 12,3 ц/га при норме питательных веществ 240 кг/га и соотношении NPK, равном 1:0.8:0,8, а оплата 1 кг питательных веществ зерном — 5,1 кг.
На дерново-подзолистых почвах Прибалтийской (Северо-Западный район) и Среднерусской провинции при тех же нормах удобрений прибавки урожая зерна ячменя составляют в среднем соответственно 9,9 и 9,4 ц/га. В лесостепной зоне от внесения 210 кг/га питательных веществ при соотношении NPK, равном 1:1:0,8, прибавки урожайности уменьшаются с запада на восток от 8,8-9,4 в Украинской провинции до 6,3 ц/га в Пред уральской. В степной зоне эта закономерность также сохраняется: прибавки урожая зерна равны 6,7-3,2 ц/га.
Кроме описанных выше закономерностей, общим для озимых зерновых и ярового ячменя является также влияние отдельных видов минеральных удобрений на формирование прироста урожайности в различных почвенно-климатических зонах их возделывания. Так, на дерново-подзолистых почвах прибавки урожая озимой пшеницы на 49-58% обусловлены действием азотных удобрений, на 23-25% — фосфорных и 18-26% — калийных удобрений; ярового ячменя — соответственно на 50-53, 24-28 и 19-24%. В формировании прибавок урожая озимой ржи большая роль принадлежит фосфорным удобрениям — 22-41%.
В Украинской провинции лесостепной зоны в формировании прибавок урожая озимой пшеницы и ячменя ведущую роль играют азотные удобрения. В Среднерусской провинции действие их практически однозначно при формировании урожайности озимой пшеницы, а на ячмене преимущественное значение имеет применение азотных туков.
В формировании прибавок урожая зерновых культур под влиянием отдельных видов удобрений наблюдается общая закономерность — снижение роли азотных и калийных удобрений и повышение роли фосфорных туков в направлении с севера на юг и с запада на восток.
В степной зоне в приросте урожайности значительно возрастает долевое участие фосфорных удобрений. Так, на обыкновенном черноземе Украины прибавка урожая озимой пшеницы на 55% обусловлена действием фосфорных удобрений, на 37% — азотных и лишь на 8% -калийных удобрений. В приросте урожайности ячменя на обыкновенных черноземах Украинской степной провинции роль азотных удобрений меньше, чем фосфорных.
Эффективность фосфорных удобрений находится в обратной зависимости от содержания подвижного фосфора в почве. Результаты обобщения данных полевых опытов показали, что эффективность фосфорных удобрений связана также с реакцией почвенной среды. На дерново-подзолистых почвах положительное действие фосфорных удобрений на озимую пшеницу повышается с уменьшением кислотности до рН 5,6, а на более щелочной почве оно снижается.
Яровая пшеница по сравнению с другими зерновыми культурами слабее реагирует на внесение минеральных удобрений. Наиболее высокая прибавка урожая зерна этой культуры (11,1 ц/га) получена в Западно-Сибирской провинции лесостепной зоны на светло-серых и серых лесных почвах Тюменской области, при этом на 70% прирост урожайности зерна возделываемой культуры обусловлен действием азотных удобрений.
В зоне выщелоченных черноземов эффективность удобрений снижается в направлении от Среднерусской (6,2 ц/га) к Предуральской провинции (4,4 ц/га). В Западно-Сибирской провинции на таких же почвах прибавка урожая возрастает до 6,2 ц, в более засушливой Предалтайской провинции на выщелоченных черноземах она составляет в среднем 5 ц/га. В Красноярской лесостепи Среднесибирской провинции прибавка урожая яровой пшеницы была равна 6,2 ц/га, в Канской лесостепи — 4,6 ц. В стейной зоне прибавки урожайности яровой пшеницы колеблются от 4,2 ц/га в Южнорусской провинции До 1,9 ц в Казахстанской провинции. Эффективность всех трех видов минеральных удобрений под яровую пшеницу зависит от содержания подвижного фосфора в почве: действие азотных и калийных удобрений с увеличением количества фосфора повышается, фосфорных — снижается. Эффективность калийных удобрений при внесении под яровую пшеницу в меньшей степени зависит от содержания обменного калия в почве, чем фосфорных от количества подвижного фосфора.
Наибольшая прибавка урожая зерна кукурузы от удобрений (20 ц/га, или 38,1%) при оплате 1 кг питательных веществ 7,1 кг получена на дерново-подзолистых почвах Карпатской горной природно-сельскохозяйственной области при внесении N Ю0Р90К90 и долевом участии азотных, фосфорных и калийных удобрений в прибавке урожая соответственно 48,1% (9,6 ц/га), 29,7 (5,9 ц/га) и 22,2% (4,5 ц/га).
Довольно высокие прибавки урожая зерна кукурузы отмечены также в лесостепной зоне — 11,7-15,3 ц/га, при оплате 1 кг питательных веществ 4,7-6,1 кг. Наименьшая эффективность минеральных удобрений наблюдается в степной зоне, где прибавка урожая зерна кукурузы составила 6,5-9,1 ц/га.
Прибавка урожая клубней картофеля была равна 77-82 ц/га (29,3-43,2%) на дерново-подзолистых почвах южнотаежно-лесной зоны и 49-58 ц/га (26,8-35,2%) в лесостепной зоне, за исключением Предуральской провинции, где прибавки урожая от удобрений достигали 91 ц/га (39,4%) при оплате 1 кг питательных веществ 33,7 кг клубней на темно-серых лесных почвах и черноземах оподзоленных и 81 ц/га (38,4%) при оплате 1 кг питательных веществ 30 кг клубней на серых и светло-серых лесных почвах.
Прибавка урожая семян подсолнечника от внесения минеральных удобрений составляла 2,5-5,3 ц/га. Наибольшая прибавка — 4,3-5,3 ц/га (20,9-24,9%) наблюдается в Молдавии, наименьшая — в Северо-Кавказском районе — 2,5-3,1 ц/га.
Прибавка урожая зеленой массы кукурузы на силос от удобрений находилась в пределах от 23 ц/га (13,5%) на темно-каштановой почве Украины при внесении N35P50K30 до 181 ц/га (37,6%) при орошении на сероземах в Казахской ССР.
При внесении минеральных удобрений на сенокосах и пастбищах прибавки урожая в пересчете на сено составляли от 6 ц/га (29,3%) в Якутской АССР до 30 ц/га (53,4%) в Центральном районе РСФСР при оплате 1 кг питательных веществ корма соответственно 4,6 и 15,8 кг сена.
На улучшенных лугах с подсевом траз на торфяно-болотной и дерново-глеевой почвах Белоруссии прибавка урожайности от внесения N80P80K130 составила 41,3 ц/га сена (47,1%) при оплате 1кг питательных веществ прибавкой урожая 14,4 кг.
Сахарная свекла наиболее отзывчива на удобрения в западных регионах страны на серых лесных почвах, черноземах оподзоленных и выщелоченных Украины и Молдавии, а также при возделывании ее на типичных черноземах Молдавии.
Прибавки урожайности корнеплодов сахарной свеклы от внесения 360-420 кг/га питательных веществ полного минерального удобрения в указанных районах составляют 120-144 ц/га при оплате 1 кг питательных веществ прибавкой урожая корнеплодов 32-34 кг.
Прибавки урожая соломы льна-долгунца от внесения минеральных удобрений (N45P90K45-90) составляют 9,9-13,4 ц/га при оплате 1 кг питательных веществ прибавкой урожая 4,6-6,7 кг.
Нормы, сроки и способы внесения удобрений под отдельные сельскохозяйственные культуры в конкретных условиях устанавливают проектно-изыскательские станции химизации этой зоны на основе данных агрохимического обследования почв и полевых опытов с удобрениями.
Научный и производственный опыт свидетельствует, что применение минеральных удобрений в строгом соответствии с рекомендациями агрохимической службы благоприятно действует не только на величину урожайности, но и на качество продукции: увеличивается содержание белка в зерне и улучшаются его хлебопекарные качества, повышаются сахаристость и выход сахара в корнеплодах сахарной свеклы, крахмалистость картофеля, выход и качество волокна хлопка-сырца, льноволокна и т. д.
Источник