Материал: GOSy_otvety
47. Обоснуйте желаемый ассортимент удобрений для различных почвенно-климатических зон
При обобщении полученных результатов по эффективности минеральных удобрений принято подразделять территорию нашей страны на пять крупных зон; лесолуговая зона с дерново-подзолистыми почвами; лесостепная зона с серыми лесными почвами, оподзоленными и выщелоченными черноземами; степная зона с обыкновенными, карбонатными черноземами; сухостепная зона с южными черноземами и каштановыми почвами; полупустынная и пустынная зона с сероземами и бурыми почвами. Опыты по изучению эффективности сложных удобрений во всех зонах проводились по единой методике. При этом разные формы сложных удобрений (азотно-сульфатная, сернокислотная и бесхлорная нитрофоски, нитроаммофоска, нитрофос, нитроаммофос, аммофос, диаммофос, полифосфат аммония) сравнивали с эквивалентными смесями стандартных форм односторонних удобрений. Из односторонних удобрений применяли суперфосфат простой гранулированный, аммиачную селитру или мочевину и хлористый калий. В опытах последних лет наряду с простым суперфосфатом использовали также двойной гранулированный суперфосфат. Дозы питательных веществ (N, Р2О5, К2О) при основном внесении под зерновые, картофель, подсолнечник составляли 45—90 кг на 1 га, а в последние годы 90—120 кг на 1 га. Под коноплю, хлопчатник, сахарную свеклу и кукурузу дозы питательных веществ выше — 100—180 кг на 1 га. Дозы припосевного (рядкового) удобрения колебались от 10 до 20 кг Р2О5 на 1 га под зерновые и 20—30 кг на 1 га под картофель и сахарную свеклу. Обобщение многолетних (1957—1983 гг.) опытных данных Геосети по основному внесению трехкомпонентных сложных удобрений (нитрофоски сернокислотной и азотно-сульфатной, нитроаммофоски), а также аммофоса на выравненном азотнокалийном фоне показало, что в Нечерноземной зоне на дерново-подзолистых и серых лесных почвах эти удобрения дают прибавки урожая озимых зерновых, близкие эквивалентным смесям односторонних удобрений (табл. 18).
В некоторых опытах сложные удобрения были более эффективными. Это объясняется улучшением условий минерального питания по этим удобрениям, это связано не только с более равномерным распределением в почве, но и с лучшим использованием питательных веществ, особенно фосфора. Исследованиями А.Д. Хоменко выявлено, что присутствие азотных и калийных солей в грануле сложных удобрений увеличивает количество фосфора, диффундирующего в почву, растения поглощают больше этого элемента. Наличие нескольких питательных элементов в одной грануле облегчает усвоение их корневой системой, способствует увеличению использования азота, фосфора и калия растениями и улучшению деятельности их корневой системы. Это подтверждается и опытами в производственных условиях. Так, в 1974 г. в Новосельском опытном хозяйстве ВИУА Калужской области на серой лесной почве в опыте с нитроаммофоской под ячмень удобрения вносили весной под культивацию в дозе 90 кг на 1 га питательных веществ (N, Р2О5, К2О). Результаты показали, что при урожайности на контроле (без удобрений) 30 ц на 1 га зерна ячменя прибавка по сравнению со смесью простых удобрений составила 3 ц на 1 га. В 25 опытах сo льном средняя урожайность соломки по нитрофоске была на 0,8 ц с 1 га выше, чем по смеси NPK (табл. 18). Удобрение под лен в опытах вносили из расчета N30—60Р60— 120К60—120, то есть к нитрофоске марки 1:1:1 добавляли соответствующее количество фосфора и калия По данным Всесоюзного института льна, эффективное действие оказывает внесение под лен нитрофоски с меньшим содержанием азота, чем фосфора и калия. Результаты исследований, проведенных Т.Е. Филипповой, по применению нитрофосок финского производства с соотношением N:P:K как 1:2,5:2,5 и 1:2,3:2 наряду с азотносульфатной нитрофоской 1:1:1 и смесью простых удобрений показали, что урожай волокна льна и его качество не зависят от формы минеральных удобрений. По мнению автора, нитрофоски с меньшим содержанием азота соответствуют физиологическим особенностям льна, урожай по ним не уступает урожаю по смеси простых удобрений, но экономически они более выгодны. В опытах с коноплей на серой лесной почве сравнение эффективности нитрофоски и нитроаммофоски с эквивалентными смесями удобрений при дозе по 120 кг питательных веществ на 1 га выявлено также примерно одинаковое действие на урожай стеблей и семян. В производственных опытах ВНИИ зернобобовых культур с коноплей на серой лесной почве и оподзоленных черноземах получено примерно одинаковое действие по нитрофоске и нитроаммофоске в сравнении со смесями стандартных удобрений. Внесение бесхлорной нитрофоски способствовало повышению урожая стеблей и семян конопли, выходу длинного волокна и его прочности (Исаева). В лесостепной зоне (черноземы оподзоленные, выщелоченные и мощные) в опытах с озимой пшеницей и кукурузой на зерно средние прибавки по нитроаммофоске оказались выше, чем по эквивалентным смесям. Несколько выше были и прибавки зерна яровой пшеницы по нитроаммофоске и аммофосу на фоне азотно-калийных удобрений. Необходимо отметить, что в последние годы опытные учреждения и ряд хозяйств пpименяют повышенные дозы удобрений — до 120—150 кг на 1 га. Внесение таких доз N, P2O5, К2О на хорошо окультуренных почвах не дает должных прибавок урожая зерна по сравнению с умеренными дозами минеральных удобрений. Так, в опытах с озимой пшеницей и ячменем на Тульской областной сельскохозяйственной опытной станции на хорошо окультуренном выщелоченном черноземе (1976—1979 гг.) изучались дозы сложных удобрений — 60 и 120 кг на 1 га. В результате четырехлетних опытов установлено, что средняя урожайность зерна озимой пшеницы и ячмень была на 2—4 ц с 1 га выше по дозе N6060K60, чем по дозе N120P120K120 (табл. 19).
При повышенной дозе удобрений наблюдалось сильное полегание во время начала налива зерна, что снизило урожай. В описываемых опытах нитроаммофоска оказалась эффективнее нитрофоски. В опытах с сахарной свеклой при дозе NPK по 60—180 кг на 1 га средняя прибавка урожайности корнеплодов (по 70 опытам) составила 62—75 ц с 1 га при урожайности на контроле 309 ц с 1 га. Содержание сахара в корнеплодах было на уровне контроля без удобрений (17,5—17,7%). В степной зоне (черноземы обыкновенные, карбонатные, южные) эффективность сложных удобрений по всем культурам близка эффективности простых смесей. В некоторых опытах с озимыми и кукурузой на зерно наблюдается более высокая эффективность нитроаммофоски по сравнению с нитрофоской. Как было отмечено выше, в нитрофоске источник фосфорного питания представляет собой смесь цитратнорастворимогодикальцийфосфата и водорастворимого монокальцийфосфата, представленных примерно в равном соотношении. Если в зоне дерново-подзолистых почв и выщелоченных черноземов такого количества водорастворимого фосфора достаточно, то на почвах степной зоны, где роль фосфорных удобрений возрастает, нехватка водорастворимого фосфора приводит к некоторому снижению урожая.
Опыты с хлопчатником на каштановых почвах и черноземах показали, что от применения нитрофоски и нитроаммофоски прибавка урожайности хлопка-сырца на 1,7—1,9 ц с 1 га больше, чем по смесям простых удобрений. В 26 опытах по аммофосу на выравненном азотном фоне прибавка хлопка-сырца увеличилась на 1,9 ц с 1 га в сравнении с прибавкой от смеси удобрений. По-видимому, более высокая эффективность аммофоса в ряде опытов объясняется его лучшей растворимостью, менее энергичным взаимодействием с углекислым кальцием почвы, а также большим растворением фосфатов в очагах внесения аммония.
Как показали исследования Ф.В. Турчина, при высокой концентрации катиона NН4 в питательной среде поглощение растениями фосфат-иона возрастает, а в присутствии NO3 — снижается. Этим также объясняется значительно лучшее усвоение фосфора растениями при использовании аммофоса.
Сложные удобрения на лугово-черноземных почвах Средней Азии и Дагестана при возделывании риса действуют значительна хуже смесей на сульфате аммония. Если по смеси удобрений прибавка урожайности зерна риса составляла не менее 17 ц с 1 га, то по нитрофоске и нитроаммофоске — 11—14 ц с 1 га. Основная причина этого, очевидно, заключается в форме азота сложных удобрений. Исследованиями Смирновой и Алешина установлено, что при поливном земледелии максимальный эффгкт обеспечивали аммиачные и амидные формы азотных удобрений. В связи с этим в специфических условиях возделывания риса как затопляемой культуры смесь удобрений, весь азот которых находится в аммиачной или амидной форме (сульфат аммония, карбамид), превосходит сложные удобрения из-за наличия в них части азота в нитратной форме, которая легко вымывается из почвы. Эффективность сложных трехкомпонентных удобрений изучалась Киргизским научно-исследовательским технологическим институтом пастбищ и кормов в условиях горно-луговых почв на отгонных пастбищах. Удобрения в опытах вносили поверхностно весной или осенью после стравливания в дозе (NPK) 80—90 кг на 1 га. Обобщение данных за ряд лет показало, что на контроле (без удобрения) урожайность сена составила 7—8 ц с 1 га; применение нитрофоски в 36 опытах практически дало одинаковые прибавки урожайности сена в сравнении со смесями (8—8,1 ц с 1 га). В 14 опытах с нитроаммофоской прибавка урожайности сена была несколько ниже (6,6 ц с 1 га), что объясняется, видимо, большими потерями азота из этого удобрения при поверхностном внесении. Эффективность сложных удобрений под картофель при различных способах внесения показана в таблице 20.
При разбросном внесении нитрофоски (азотно-сульфатной и сернокислотной), а также нитроаммофоски дерново-подзолистых и серых лесных почвах получены практически одинаковые прибавки урожайности картофеля в сравнении с эквивалентной смесью простых удобрений (50—57 ц с 1 га). Содержание крахмала в клубнях не зависело от форм удобрений (в сравнении с неудобренным вариантом в ряде опытов оно снижалось на 0,6—0,8%). На торфяно-болотных почвах Горьковской области прибавка урожайности клубней по сложным трехкомпонентным удобрениям составила 54—55 ц с 1 га, по смесям удобрений — 40 ц с 1 га.
Приведенные данные показывают, что применение под картофель, чувствительный к иону хлора, бесхлсрной нитрофоски наиболее эффективно, чем по смеси с хлористым калием. Так, по нитрофоске бесхлорной прибавка клубней картофеля получена на 14 ц с 1 га выше, чем по смеси на хлористом калии. Несколько выше было и содержание крахмала по бесхлорной нитрофоске.
При применении сложных удобрений создаются новые возможности для внедрения под картофель и другие культуры ленточного внесения, позволяющего более производительно использовать удобрения, особенно в условиях их недостатка. Изучением внесения удобрений непрерывной лентой в посадочную бороздку непосредственно под продовольственные и семенные клубни картофеля в нашей стране занимались многие исследователи. Из приведенных в таблице 20 данных видно, что более высокая отзывчивость удобрений под картофель была при локальном способе их внесения. Так, при внесении лентой в борозду урожайность по простым и сложным удобрениям составила 63—68 ц с 1 га, а при разбросном внесении 50—57 ц с 1 га, при отсутствии существенных различий между сложными и простыми удобрениями. По нитрофоске ленточное внесение обеспечивало прибавку урожайности клубней картофеля на 15—18 ц с 1 га выше, чем при разбросном внесении. С увеличением количества осадков прибавка урожайности клубней от удобрений при локальном внесении возрастала в большей мере, чем при разбросном. Эффект локализации удобрений в резко засушливые годы был небольшим или отсутствовал. Изучением сложных удобрений при различных способах их внесения под картофель занимались также Ф.В. Янишевский, Н.И. Демин, В.А. Сухоиванов. В опытах с картофелем (сорт Лорх) на Центральной опытной станции ВИУА (1977—1978) на дерново-подзолистой суглинистой почве ленточное внесение нитроаммофоски в дозе 60 кг на 1 га (NPK) на фоне навоза — 40 т на 1 га — оказалось эффективнее разбросного внесения. При урожайности клубней по навозу 213 ц на 1 га от разбросного внесения нитроаммофоски под плуг получена прибавка 66 ц на 1 га, а при ленточном внесении — 137 ц на 1 га.
В опытах, проведенных на супесчаной дерново-подзолистой почве Судогодской опытной станции ВИУА Владимирской области, ленточное внесение сложных и простых удобрений в борозду под картофель обеспечивало более высокие прибавки урожайности клубней, чем при разбросном способе внесения (табл. 21).
На черноземах оподзоленных, выщелоченных, мощных, а также на каштановых почвах при орошении прибавки урожая клубней, при дозах NPK от 60 до 100 кг на 1 га каждого, были ниже, чем в зоне дерново-подзолистых и серых лесных почв. Существенных различий между сложными и простыми удобрениями ни по урожаю клубней, ни по содержанию крахмала в них на этих почвах не обнаружено независимо от дозы удобрений. При основном внесении двухкомпонентных сложных удобрений в зоне дерново-подзолистых и серых лесных почв следует учитывать, что эти почвы требуют применения всех видов удобрений — азотных, фосфорных и калийных. Поэтому в подавляющем большинстве опытов в этой зоне так же, как и на почвах лесостепной зоны, испытание двухкомпонентных марок сложных удобрений велось на фоне азота и калия. В этих случаях вычленялось действие фосфорного компонента сложных удобрений и сравнивалась его эффективность с эффективностью простого суперфосфата. Опыты показали, что сложные удобрения (аммофос, диаммофос и нитрофос) в лесолуговой зоне на дерново-подзолистых и серых лесных почвах оказывают в основном такое же, а в ряде опытов и несколько лучшее действие на урожай всех культур, чем смеси. Лучшее действие наблюдалось по аммофосу со льном, а по диаммофосу и нитроаммофосу с яровыми зерновыми культурами (табл. 22).
48. Оптимальные параметры агрохимических показателей (рН, содержание р2о5 и к2о и др.) почвы в зависимости от структуры посевных площадей и продуктивности с/х культур.
Для каждой конкретной культуры значение оптимальных параметров агрохимических показателей различны. Это объясняется тем, что для формирования урожая культуры потребляют из почвы различное количество азота, фосфора, калия, кальция, других зольных элементов и в разном их соотношении.
Из многих составляющих основой получения высококачественного урожая является научное чередование культур в сочетании с повторным и бессменным их возделыванием. Это современный севооборот.
Основа севооборота – это структура посевных площадей. Структура посевных площадей – соотношение площади посевов сельскохозяйственных культур и чистого пара, выраженное в процентах к общей площади пашни.
Одним из важнейших показателей является азот. Например, сахарная свекла, капуста, кукуруза на силос, хлопчатник, зерновые культуры очень требовательны к азоту. Поэтому для получения хорошего урожая для них выбирают такого предшественника, который обогащал азотом почву. Таким предшественником являются бобовые культуры, они оставляют в почве значительные запасы азота. Это – горох, вика, клевер, люцерна, люпин, сераделла, эспарцет, чина, нут и другие бобовые культуры, которые с помощью клубеньковых микроорганизмов усваивают атмосферный азот. На каждом гектаре почвы, занятой бобовыми растениями, ежегодно связывается от 100 до 250 кг и более азота атмосферы. Это равноценно внесению в почву от 300 до 700 кг дорогостоящего минерального удобрения – аммиачной селитры.
Но при повторных и бессменных посевах азот бобовых культур не используется растениями, вымывается из почвы, загрязняет грунтовые воды нитратами и другими вредными веществами.
Помимо азота имеются существенные различия в потреблении и выносе культурами других элементов. Важнейший из них – фосфор – значительно больше, чем другие культуры, потребляет из почвы картофель, бобовые, а также озимые зерновые культуры (пшеница и рожь).
Кроме того, культуры различаются по степени усвоения труднорастворимых фосфатов почвы и фосфорных удобрений. Так, корни люпина, гречихи, овса, картофеля, сахарной свеклы, горчицы способны с помощью корневых выделений растворять и переводить в доступные для растений формы труднорастворимые фосфаты почвы и фосфорной муки.
Калий в больших количествах потребляется из почвы картофелем, сахарной свеклой, кормовыми корнеплодами, овощами, хлопчатником. Повышенным потреблением кальция, серы, магния, других зольных элементов отличаются кукуруза, картофель, сахарная свекла и другие пропашные и бобовые культуры.
Группировка почв по степени кислотности: Очень сильно кислые (1 кл) – меньше 4; сильнокислые (2 кл) – 4,1-4,5; среднекислые (3 кл) – 4,6-5,0; слабокислые (4 кл) – 5,1-5,5; близкие к нейтр (5 кл) – 5,6-6,0; нейтр (6 кл) – больше 6;
С/х культуры не одинаково относятся к кислотности. Одни требуют для нормального развития сильнокислую среду, другим необходима нейтральная. Это необходимо учитывать в структуре посевных площадей. Например, такие культуры, как картофель, чай, люпин требуют известкование после предшественника.
Не смотря на то, что ни одна сельскохозяйственная культура при уборке урожая с поля не способна увеличить запасы зольных элементов в почве, при чередовании достигается более рациональное их использование. Этому способствует также чередование культур с различной глубиной проникновения корней. Люцерна, клевер, люпин, бахчевые культуры имеют глубокопроникающую корневую систему – до 3 м и более. У льна, гречихи, проса, однолетних трав, рапса, огурца, лука мелкозалегающая корневая система.
Группировка по содержанию питательных веществ
Классы Сод подв Р2О5 или К2О в почве Р2О5 мг/100 г почвы К2О мг/100 г почвы
по Кирса По Чирик По Мачиг По Кирса По Чирик По Мачиг
1oч низк <2,5 <2,0 1,0 <4,0 <2,0 < 5,0
2Низкое 2,6-5,0 2,1-5,0 1,1-1,5 4,1-8,0 2,1-4,0 5,1-10,0
3Средне 5,1-10,0 5,1-10,0 1,6-3,0 8,1-12,0 4,1-8,0 10,1-20,0
4Повыш 10,1-15,0 10,1-15,0 3,1-4,5 12,1-17,0 8,1-12,0 20,1-30,0
5Высокое 15,1-25,0 15,1-20,0 4,6-6,0 17,1-25,0 12,1-18,0 30,1-40,0
6Очень высокое >25,0 >20,0 >6,0 >25,0 >18,0 >40,0
Метод Кирсанова для д-п и серых лесных почв, метод Чирикова для некорбонатных черноземов, метод Мачигина – карбонатных черноземов, каштановых, бурых почв и черноземов.
С помощью изменения структуры посевных площадей можно регулировать поступление растительных остатков в почву и степень их гумификации и минерализации. С увеличением удельного веса многолетних трав происходит накопление органического вещества и замедляются процессы его разложения с одновременным снижением содержания в почве доступных для растений питательных элементов.
Увеличение в структуре посевных площадей доли пропашных культур и чистого пара при недостаточном внесении органических удобрений приводит к значительному уменьшению запасов гумуса в почве, особенно в районах достаточного увлажнения или на орошаемых землях южных регионов с продолжительным теплым периодом.
С растительными остатками в почве в зависимости от культуры остается 21,5-51,5% азота, 18,5-51,7 фосфора, 1,7-48,1 калия, и 27,6-54% кальция от их общего количества в урожае. Поэтому они служат важным источником не только азота, но и зольных элементов питания.
Технические культуры – сахарная свекла, лен, конопля, хлопчатник – дают товарную продукцию, с которой отчуждается почти все количество питательных веществ, потребляемых ими из почвы на формирование урожая. В тоже время при возделывании кормовых культур для внутрихозяйственного использования почти все питательные вещества возвращаются в почву в виде навоза, корневых и поукосовых остатков.
При возделывании зерновых культур часть потребляемых ими из почвы питательных веществ возвращается с соломой, а также с навозом, если зерно частично используется как фуражный корм. Эти особенности круговорота питательных веществ необходимо учитывать при определении оптимальных агрохимических показателей. Как было рассмотрено выше, они связаны с физиологическими особенностями культуры, величиной выноса питательных элементов. Для каждой культуры характерны свои оптимальные агрохимические показатели.