Агрохимические основы проектирования системы питания сельскохозяйственных культур

Эффективная система удобрений в севообороте — это не просто общие нормы, а индивидуальный план питания для каждого поля. Чтобы он сработал на урожай, агроному необходимо увязать биологию культуры с особенностями почвы, климатом и свойствами самих удобрений. Такой подход позволяет точно рассчитать дозы, выбрать правильные формы действующих веществ и определить оптимальные сроки внесения.

Биологические особенности культур: что и когда потребляет растение

Каждая культура имеет свой характер питания. Например, подсолнечник и сахарная свекла выносят из почвы значительно больше калия, чем зерновые культуры, а бобовым требуется повышенное количество молибдена. Также важно учитывать динамику потребления элементов питания в течение вегетации.

Потребление элементов питания идет неравномерно. Зерновые культуры поглощают основную часть питания в первой половине вегетации — от кущения до колошения. В то же время зернобобовые культуры расходуют элементы питания гораздо более равномерно в течение всего жизненного цикла.

На глубину заделки удобрений напрямую влияет характер развития корневой системы. У зерновых культур корни мочковатые и залегают неглубоко, поэтому и удобрения должны быть в доступной для них зоне. Зернобобовые и другие культуры со стержневой системой проникают глубоко в почву, что требует более глубокого внесения питательных веществ.

• Пик потребления зерновых — от кущения до колошения
• Повышенная потребность подсолнечника и свеклы — калий
• Повышенная потребность зернобобовых — молибден

Почва и климат: как внешние условия меняют работу удобрений

Эффективность минеральных удобрений напрямую зависит от гранулометрического состава почвы. На тяжелых глинистых почвах элементы питания прочно удерживаются и медленно передвигаются с водой, поэтому здесь оправданы более высокие дозы. На легких песчаных почвах вода быстро вымывает питательные вещества, что требует дробного внесения и корректировки сроков.

Перед составлением плана питания обязательно оценивают потенциальное плодородие по агрохимическим картограммам. На их основе определяют содержание гумуса, подвижного азота, фосфора и обменного калия. При необходимости планируют химическую мелиорацию: для кислых почв — известкование (оценивают pH, гидролитическую кислотность, сумму обменных оснований), для щелочных — гипсование (оценивают емкость катионного обмена и содержание натрия).

Погода и водный режим определяют, сработает ли удобрение в принципе. При жесткой засухе внесение удобрений бесполезно и может даже навредить растениям, вызвав ожоги. При умеренном дефиците влаги, наоборот, правильное питание помогает растениям экономнее и эффективнее расходовать воду.

Температурный режим тоже вносит свои коррективы. От него зависит не только длина вегетационного периода и выбор культур, но и сроки обработки почвы. Температура напрямую влияет на микробиологическую активность почвы и скорость накопления доступных форм элементов питания, особенно азота.

Важным условием является последействие удобрений, от которого зависят нормы внесения удобрений под последующие в севообороте культуры. Особенно длительное последействие оказывают органические и фосфорные удобрения.

Совместное применение органических и минеральных удобрений является одним из основных положений системы удобрения. Д.Н. Прянишников по этому поводу писал: "Максимальные же урожаи достигаются комбинацией навоза и минеральных удобрений, которая позволяет обильно снабдить растения усваиваемой пищей на первых стадиях развития и дать в то же время в виде навоза резерв постепенно приходящих в действие питательных веществ" (Избр. соч., т. 1, 1952, с. 563).

Сочетание навоза с минеральными удобрениями в большинстве случаев превосходит по своей эффективности действие этих удобрений при раздельном внесении в эквивалентных количествах питательных веществ, что связано с усилением микробиологической деятельности в почве. Также уменьшается закрепление в почве фосфора минеральных удобрений.

Совместное применение навоза и минеральных удобрений наиболее желательно при возделывании культур, чувствительных к повышенной концентрации почвенного раствора (огурец, лук, чеснок и другие).

Соблюдение агротехники существенно повышает эффективность удобрений. Сроки и глубина обработки почвы влияют на накопление питательных веществ в доступной для растений форме. При ранней обработке накапливается значительно больше минерального азота. Следовательно, потребность в азотных удобрениях уменьшается.

Особое внимание при внесении удобрений следует уделить засоренности посевов и борьбе с сорной растительностью в агрофитоценозе. Если не принять должных мер, то при внесении удобрений можно увеличить засоренность и не только снизить прибавку урожая от внесения удобрений, но и вообще снизить урожайность.

Как правило, засоренность возрастает при:

• мелкой заделке удобрений;
• изреженности посевов.

В ряде случаев на сильно засоренных полях следует временно отказаться от внесения удобрений, особенно азотных.

Эффективность удобрений изменяется в зависимости от сорта возделываемой культуры. Наиболее отзывчивые сорта более продуктивно используют как элементы питания почвы, так и вносимых удобрений. У таких сортов больше доля продуктивной части урожая и под них выгоднее вносить удобрения.

Несоблюдение оптимальных сроков сева, несоответствующая густота посевов приводят к снижению эффективности применения удобрений. Обычно при внесении удобрений, особенно в повышенных нормах, густота стояния растений должна быть меньше. На удобренных посевах растения сильнее кустятся (или ветвятся), листья получаются крупнее, возрастает их площадь, что может приводить к их затенению в нижнем ярусе. Оптимальная площадь листьев составляет:

Разные сельскохозяйственные растения имеют существенные различия в потреблении питательных веществ. При чередовании культур в севообороте питательные вещества почвы и удобрений используются более продуктивно. При посеве, например, озимой пшеницы по разным предшественникам потребность в удобрениях будет разной.

Особенности влияния предшественников:

• После уборки зернобобовых культур (например, гороха) почва легко обрабатывается, становится рыхлой. До посева озимых культур проходит много времени, потребность в удобрении азотом будет меньше.
• После поздно убираемой кукурузы на зерно в почве накапливается мало минерального азота и потребность в азотном удобрении резко возрастает.
• Бобовые культуры требуют меньше азотных удобрений, а многолетние бобовые травы обогащают почву азотом. Поэтому под культуры, идущие после бобовых, азотных удобрений вносят меньше.
• Нельзя вносить много азота под покровную культуру (под которую подсевают многолетние травы).

При чередовании культур и меньших нормах внесения удобрений получаются более высокие урожаи по сравнению с монокультурой, без чередования.

При длительном применении удобрений в севообороте потребность в азотных удобрениях увеличивается, а в фосфорных и калийных – уменьшается.

При составлении системы удобрения необходимо рассчитать потребность в складах для хранения удобрений, наличие машин для внесения основного удобрения, припосевного и подкормок. Для применения органических удобрений необходимы соответствующие машины для подготовки, транспортировки и внесения.

Исходя из экономических условий, определяют планируемые прибавки урожая за счет удобрений, подбирают наиболее окупаемые нормы удобрений и приемы их использования. Например, локальное внесение удобрений в 2–3 раза эффективнее разбросного. Точное определение потребности в удобрениях также дает возможность экономить средства. Рассчитывается экономическая эффективность разработанной системы удобрения.