Проектирование системы удобрения сельскохозяйственных культур в севообороте №3 СП им. Калинина ООО ПК «Дон»

ФГОУ ВПО СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра агрономической химии КУРСОВОЙ ПРОЕКТ На тему: «Проектирование системы удобрения сельскохозяйственных культур в севообороте № 3 СП им. Калинина ООО ПК «Дон»

Выполнила:

студентка 3 курса 1 группы факультета защиты растений Ким Юлия Проверила:

доцент Гречишкина Ю.И.

Ставрополь 2008

Содержание Введение

1. Общие сведения о хозяйстве

1.1 Расположение

1.2 Специализация хозяйства

1.3 Тип и разновидность почвы

1.4 Почвенно-климатические условия хозяйства

1.4.1 Почвенные условия

1.4.2 Климатические условия

1.4.3 Урожайность сельскохозяйственных культур

2. Обоснование применения органических и минеральных удобрений

2.1 Эффективность и накопление органических удобрений в хозяйстве

2.2 Обоснование места, доз, сроков внесения органических удобрений

2.3 Эффективность применения минеральных удобрений

2.4 Совместное применение средств химизации в севообороте

2.5 Использование микроудобрений

2.6 Рекомендации по химической мелиорации почв

3. Проектирование системы удобрения сельскохозяйственных культур севооборота

3.1 Значение и задачи системы удобрения

3.2 Определение потребности растений в элементах питания

3.3 Определение норм минеральных удобрений

3.4 Размещение удобрений в севообороте

3.5 Обоснование разработанной системы удобрения

3.6 Расчет насыщенности 1 га севооборота удобрениями

3.7 Расчет годовой потребности севооборота в минеральных удобрениях

3.8 Определение площади склада для хранения минеральных удобрений

4. Баланс питательных веществ в севообороте

5. Определение агроэкономической эффективности применения удобрений Список использованной литературы

Введение

удобрение почва мелиорация севооборот Решающим условием увеличения производства крайне необходимых народу продуктов питания является рациональное применение средств химизации в севооборотах. Устойчивая тенденция к снижению поставок удобрений, отказ сельского хозяйства от средств химизации, в силу их дороговизны, с одной стороны, неумелое применение удобрений, других средств химизации земледелия, с другой стороны, приводят к таким негативным явлениям, как снижение содержания гумуса, увеличения плотности почв, загрязнение агрохимикатами окружающей среды; накопление в зерне, кормах, овощах и т. д. нитратов, фосфатов, калия выше предельно допустимых концентраций; создание невообразимой пестроты плодородия почвы в пределах севооборота и даже отдельного укрепленного поля в нем не способствует увеличению производства и улучшенного качества продукции растениеводства.

Прогрессирующая эрозия почв ухудшает ее агрохимические свойства, приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и качества растениеводческой продукции.

Рациональная система удобрений при оптимальном размещении туков предполагает снижение норм удобрений, увеличение частоты внесения, более эффективное использование почвенных запасов элементов питания.

Правильно примененные удобрения позволяют решать основные задачи в осуществлении продовольственной программы. Если принять прирост урожайности озимой пшеницы, выращиваемой по интенсивной технологии, за 100%, то приходится на долю: удобрений — 53%, обработки почвы, сроков проведения работ — 24%, предшественников — 9%, средств защиты растений — 4%, противоэрозийные мероприятия — 4%, сорта и прочих факторов — 6% прироста.

Поэтому исключительно высокая роль отводится расширенному применению органических удобрений и мелиорантов, оптимальному применению минеральных удобрений и других средств химизации земледелия, совершенствованию технологии применения средств химизации земледелия.

1. Общие сведения о хозяйстве

1.1 Расположение Ставропольский край, Грачевский район, СПК имени Калинина, ООО ПК «Дон».

1.2 Специализация хозяйства Зерно-животноводческое.

1.3 Тип и разновидность почвы Ччернозёмы темно-каштановые, карбонатные, среднемощные.

1.4 Почвенно-климатические условия хозяйства В связи со значительными колебаниями высоты местности над уровнем моря от 511 до 268 м, на территории хозяйства наблюдается почвенная зональность. Всего на территории выделено 44 почвенные разновидности, но в основном почвенный покров представлен черноземами темно-каштановыми, карбонатными, среднемощными.

1.4.1 Почвенные условия Результаты агрохимического обследования почв 2000 года показывают, что содержание подвижного фосфора в среднем по хозяйству составляет 22 мг/кг почвы. На долю почв с низким содержанием Р₂О₅ приходится 15,6% пашни, 74,7% почв пашни имеет среднее содержание подвижного фосфора, 8,6% повышенное, 1,1% высокое.

Оптимальным содержанием Р₂О₅ в почве является 30 мг/кг почвы.

Обменного калия в среднем по хозяйству содержится 322 мг/кг почвы. В группу высокой обеспеченности К₂О вошло 13,2% пашни, повышенной — 21%, средней — 46,4%, низкой — 19,4%.

Таблица 1- Агрохимическая характеристика почвы по полям севооборота (0 — 20 см)

Оптимальное содержание К₂О в почве 300 мг/кг почвы.

Реакция почвенного раствора по хозяйству равна рН — 8,1.

По данным ВНИИГиМ почвенного института им. Докучаева при рН — 8,0 относительное плодородие составляет 85%. При рН выше 8 единиц резко снижается поступление в растение микроэлементов, что также сказывается на урожайности. рН оптимальный для основных культур — 6,5 — 7,0.

Важным показателем почвенного плодородия является обеспеченность их гумусом. Среднее содержание гумуса по хозяйству равно 3,1%.

Содержание гумуса в пахотном слое почвы дает представление о наличии органических соединений, обуславливающих плодородие почвы. Оптимальное содержание гумуса должно быть 4 — 5%.

Азот — очень важный элемент для жизни растений. Он входит в состав белков нуклеиновых кислот, фосфатидов других соединений, составляющих вещество растительной клетки. Этот элемент в наибольшей степени определяет запасы растительной пищи на земле.

Острота проблемы азота в плодородии почв и питания растений связана с тем, что основная часть почвенного азота (70 — 90%) входит в состав гумуса, а доступные растения соли азотной кислоты и аммония хорошо растворимы и легко вымываются или улетучиваются, переходя в газообразные формы.

Содержание в почве аммония и особенно нитратов изменяется за короткий период времени в значительных данных по обеспеченности почвы и растений азотом. В настоящее время разработаны методы почвенной диагностики обеспеченности почвы азотом, который необходимо сносить по результатам диагностики в количестве на запланированную урожайность сельскохозяйственных культур.

В разных почвах содержится неодинаковое количество фосфора. Растения поглощают фосфор в основном в форме ортофосфатов (Н₂РО₄^-, НРО₄^-, РО₄^-3), содержащихся непосредственно в почвенном растворе. Переход фосфора в почвенный раствор из твердой фазы почвы характеризует ее буферную способность по отношению к этому элементу. Этот процесс динамичный и обусловлен целым рядом внешних и внутренних факторов, к которым относятся: запас всех форм природных фосфатов в соединениях разной степени прочности, остаточное количество фосфора от ранее внесенных удобрений, емкость поглощения почв в отношении фосфат-ионов, температура, влажность, реакция среды, деятельность корневых систем растений и другие факторы. Из-за высокой карбонатности в почве основная часть фосфорных соединений находится в труднодоступных для растений формах. Темно-каштановые почвы сравнительно богаты валовым фосфором. Причем более 50% его находится в органических соединениях. Минеральные соединения большей частью являются солями кальция. Фосфор темно-каштановых почв труднодоступен для растений, поэтому применять его необходимо под основную обработку почвы и при посеве.

Калий играет значительную роль в жизнедеятельности растений. Калий ослабляет неблагоприятное влияние засухи, способствуя эффективному использованию воды. Повышает устойчивость растений и к другим стрессовым ситуациям: низким температурам, засоленности почв. Эти свойства основываются на способности калия повышать осмотическое давление клеточного сока и влиять, таким образом, на биофизические свойства клеток. Кроме этого, установлено. Что калий повышает устойчивость растений к ряду заболеваний. Большую часть калия растения поглощают из почвенного раствора. Содержание водорастворимого калия в почвах незначительно. Об обеспеченности растений калием судят по содержанию в почве его обменной формы.

В условиях Юга России рекомендации по применению калийных удобрений сводится к необходимости компенсации выноса калия планируемым урожаем и увеличения содержания обменного калия в почве, т. е. повышения плодородия почв.

Гумус образуется в результате сложных биологических процессов распада и синтеза органических веществ и взаимодействия их с жидкой, твердой и газообразной фазами почвы. В гумусе содержится 80% серы и почти все количество азота и углерода, 40 — 60% фосфора почвы. Он является энергетическим материалом для жизнедеятельности микроорганизмов и грибов, способствующих образованию доступных для растений веществ. При взаимодействии с минеральной частью почвы органические вещества образуют сложные коллоиды, являющиеся основой структуры почвы. Чем выше содержание гумуса в почве, тем лучше она удерживает питательные элементы, существенно снижая их потери, лучше поглощает и удерживает элементы-загрязнители (тяжелые металлы, радионуклиды, остаточные количества пестицидов), снижая их поступление в растения.

Согласно данным НПО «Нива Ставрополья», в целом по краю баланс гумуса складывается отрицательно. Если под зерновыми колосовыми, зернобобовыми и кормовыми культурами баланс гумуса бездефицитный, то под пропашными культурами — отрицательный. На парующих почвах ежегодно теряется свыше 2 т/га гумуса.

Воспроизводство плодородия может быть доступно лишь путем систематического применения всех видов минеральных и органических удобрений (навоза, соломы, пожнивных остатков, сидератов и т. п.).

1.4.2 Климатические условия По климатическим данным территория СП им. Калинина ООО ПК «Дон» Грачевского района относится к зоне неустойчивого увлажнения, ГТК 0,9 — 1,1. За год выпадает от 435 до 538 мм осадков. По теплообеспеченности район умеренно-жаркий, с суммой температур 3200 — 3553.

Зима умеренно-мягкая, средняя месячная температура января — 3,2 — 5,1^є. Минимальная — 32 — 34^є. Высота снежного покрова до 10 см. Продолжительность безморозного периода составляет 180 — 195 дней. Лето довольно жаркое, среднемесячная температура июля 22 — 23^є. За теплый период около 68 дней насчитывается с суховеями, из них около 12 дней с пыльной бурей.

Таблица 2- Среднемноголетние осадки и температура по данным метеостанции г. Светлограда

Как видно из таблицы, одной из особенностей в выпадении осадков является неравномерное их выпадение по периодам года. Наибольшее их количество приходится на летние месяцы (июнь, июль, август).

Главное направление дальнейшего развития сельскохозяйственного производства основывается на интенсификации всех его отраслей путем повышения урожайности сельскохозяйственных культур, эффективное использование каждого гектара земли. Важную роль в осуществлении этого направления играет научно-обоснованная система земледелия — комплекс взаимосвязанности агрохимических, мелиоративных и организованности мероприятий.

1.4.3 Урожайность сельскохозяйственных культур Причиной колебания урожайности сельскохозяйственных культур по годам является: неравномерное выпадение осадков, нестабильное применение минеральных и органических удобрений. Планируемая урожайность составляет 115% от среднегодового уровня.

Таблица 3- Полевой севооборот и урожайность сельскохозяйственных культур

2. Обоснование применения органических и минеральных удобрений

2.1 Эффективность и накопление органических удобрений в хозяйстве Органические удобрения (навоз, навозная жижа, солома, сидераты) являются важным средством увеличения урожайности селтскохозяйственных культур и планомерного повышения плодородия почвы, так как одна тонна хорошо подготовленного полуперепревшего навоза КРС при 75% влажности содержит до 5 кг азота, 2,5% фосфора (Р₂О₅), 6% калия (К₂О), 8,4 кг кальция (СаО), 1,8 кг серы и т. д.

При использовании навоза не возникает дисбаланса основных элементов питания и других негативных явлений.

При длительном применении навоз существенно улучшает физико-химические свойства почвы, увеличивает запас питательных веществ, повышает содержание поглощенных оснований, влагоемкость, скважность, водопроницаемость, обогащает почву микрофлорой, усиливает их биологическую активность, создает оптимальные условия для минерального питания растений.

Навоз имеет большое значение в регулировании гумуса и питательных веществ. Без применения органических удобрений невозможно достигнуть бездефицитного баланса гумуса в почвах. При его ежегодном систематическом внесении в дозе 6 тонн/га в почве идет постоянное пополнение гумуса в пределах 1,4 центнера на гектар.

Продолжительность стойлового периода зависит от вида скота, природноклиматических условий и специализации хозяйства. За 120 дней стойлового периода от одной условной головы КРС накапливается 4 т. навоза, за 150 дней — 5 тонн, за 360 дней — 12 тонн. Всего навоза от всех животных получено 5890 тонн. Навозной жижи накоплено всего 1126 м³.

Таблица 4- Расчет накопления органических удобрений

2.2 Обоснование места, доз, сроков внесения органических удобрений Если учесть, что площадь пашни в данном девятипольном севообороте составляет (9 Ч 150 га) 1350 га, и каждый гектар ежегодно должен получать 6 т, то всего требуется 8100 тонн органических удобрений, так как последействие навоза на урожай сельскохозяйственных культур довольно длительное (не менее 5 лет), это позволяет вносить его на 2 поля в севообороте, т.к. в севообороте 9 полей (9 лет).

В сельхозпредприятии выход навоза составляет 5890 тонн и навозной жижи 1126 м³. такое количество органических удобрений не обеспечивает потребность их внесения. Поэтому необходимо увеличить накопление их за счет приготовления компостов и излишков соломы.

Севооборот достаточно насыщен зерновыми культурами. В связи с тем, что солома за 2,5 месяца (до начала сева озимых культур) не успевает перегнить, вносим под яровые культуры на поле № 4 и поле во время уборки озимой пшеницы, в измельченном виде (комбайны с измельчителями) по 3,6 т/га (урожайность озимой пшеницы получена 36,1 ц/га, соотношение зерна к соломе 1:1). Это приравнивается к навозу как 3,6 т/га, так как по питательным веществам (N, P, K) солома в значительной степени соответствует навозу.

Содержание: в 1 т навоза: N — 0,5%, P₂O₅ — 0,25%, K₂O — 0,6%;

в 1 т соломы: N — 0,45%, P₂O₅ — 0,2%, K₂O — 0,9%.

Следовательно, соломы ожидается по 540 тонн (150 га Ч 3,6 т/га) на поля № 4 и № 9.

Навозную жижу в количестве 1126 т, что равнозначно 563 т навоза (2: 1) вносим на поле № 8.

Из-за того, что даже внесение соломы не обеспечивает полную потребность в органических удобрениях, планируется приготовление компоста путем послойной укладки навоза, соломенной резки, с доведением общей массы компоста до 6457 тонн. Компост планируется внести на поле № 1 в дозе 43 тонны на 1 га, т. е. под озимую пшеницу, а она отзывчива к внесению органических удобрений, дает наибольшую прибавку урожая, а также является наиболее экономически выгодной и ведущей культурой.

Непосредственно под картофель, горох, эспарцет навоз вносить не рекомендуется. Итого, вместе с компостом, навозной жижей и соломой обеспечивается внесение 8100 тонн органических удобрений (6457 + 563 + 540 + 540).

2.3 Эффективность применения минеральных удобрений С урожаем из почвы выносятся значительные количества питательных веществ, из которых лишь часть может быть возвращена в почву в составе органических удобрений. К тому же еще существует потери вследствие вымывания, улетучивания в виде газов или фиксации питательных веществ.

Только внесение дополнительных питательных веществ растений в виде минеральных удобрений позволяет возместить вынос с урожаем и потери питательных веществ, обеспечить оптимальное питание растений.

Минеральные удобрения разделяются преимущественно по питательным веществам, которые они содержат — простые и сложные. Минеральные удобрения состоят преимущественно из солей и отчасти из окисей и гидроокисей, а азотные из амидов.

Азотные удобрения — это соли азотной кислоты и соли аммония. Растения через корни поглощают азот, преимущественно в форме аммония NH₄⁺ и нитрата NO₃^-. Кроме корней азот способен поглощать также надземные зеленые части растений, особенно листья.

В почве азот может превращаться под действием микроорганизмов из органически связанного азота до аммония — процесс аммонитрификации. Нитрификация — соли аммония, освобожденные из органических материалов или поступающих в почву с минеральными удобрениями, при благоприятных условиях быстро окисляются микроорганизмами до нитрита и нитрата. Вследствие освобождения ионов водорода нитрификация вызывает подкисление почвы.

1 этап: 2 NH₄⁺ + 3О₂ > 2NO₂^- + 2Н₂О + 4Н⁺ + энергия;

2 этап: 2NO₂⁺ + О₂ > 2NO₃^- + энергия.

При температуре почвы ниже 5 — 10 °C нитрификация почти прекращается. Она сильно зависит от аэрации почвы и увлажнения.

Существует еще процесс — иммобилизация — противоположный минерализации — микроорганизмы используют для построения белка своего тела аммоний и нитраты. Этот процесс усиливается, когда бедные азотом органические материалы (солома) вносят в почву.

Денитрификация — определенные бактерии, грибы могут восстанавливать ионы нитратов до газообразного азота N₂, который улетучивается в воздух.

В почве накапливаются нитриты NO₂^-. Этот процесс усиливается при недостатке кислорода.

Нитраты легко вымываются из почвы. Аммоний меньше подвержен этому процессу. В условиях непромывного водного режима (как у нас) нитраты находятся в пределах корнеобитаемого слоя.

При недостатке азота растение рано «физиологически стареют», при избытке — снижается сопротивляемость к болезням.

Азот не может накапливаться в почве в доступной растениям форме аммония и нитратов. Внесение азотного удобрения в запас привело бы к значительным его потерям, поэтому его надо вносить тогда, когда он больше всего требуется растению: перед севом под предпосевную культивацию, ранневесенняя подкормка озимых культур, внекорневая подкормка озимой пшеницы. Для уточнения доз внесения азотных удобрений проводятся осенняя почвенная диагностика перед севом озимых культур, ранневесенняя почвенная диагностика и листовая диагностика озимой пшеницы. Допосевное (под культивацию) внесение удобрений создает основу питания растений на весь вегетационный период.

Подкормка — это внесение удобрений в период вегетации растений. Подкормка — это важный, но дополнительный прием к основному (допосевному) внесению удобрений. Цель проведения подкормок — добавить некоторые недостающие элементы питания в наиболее ответственноые фазы развития растений.

Подкормка растений в период вегетации может проводиться поверхностно (разбрасывателями РУМ — 5, РУМ — 8, РМГ — 4 и т. д.), прикорневым способом (сеялками) и внекорневым путем — внесением растворенных в воде удобрений на листовую поверхность растений (самолетом или наземно опрыскивателями).

Основными видами азотных удобрений, которые применяются в хозяйстве, являются аммиачная селитра и карбамид (мочевина).

Аммиачная селитра (NH₄NO₃) содержит азот как в натуральной (NO₃^-), так и в аммонийной форме (NH₄). Аммонийно-нитратные удобрения пригодны как для заделки в почву, так и для поверхностной подкормки практически на всех почвах и для всех культур.

Аммиачная селитра содержит 34 — 35% азота. Содержит равное количество азота как в нитратной, так и в аммонийной форме. Почву подкисляет умеренно.

Карбамид (мочевина) — (NH₂)₂СО. Азота содержится 46%.

Корни растений могут поглощать мочевину в молекулярной форме. Однако, большая часть азота мочевины в почве превращается в аммоний и нитраты. Мочевина лучше используется растениями при положительном температурном режиме и хорошей влагообеспеченности. Под действием бактерий (фермент уреаза) мочевина гидролизуется до карбоната аммония (NH₄)₂CO₃, и если она гидролизуется на поверхности почвы, возможны потери азота, так как карбонат аммония не стоек и быстро разлагается, образуя газообразный аммиак. На растениях могут появляться ожоги от освобождаемого аммиака. По этой причине мочевину рекомендуется заделывать в почву.

Мочевина пригодна для внекорневой подкормки (опрыскивание листьев), потому что она как нейтральное органическое соединение меньше повреждает земные части растений, чем другие азотные удобрения.

Применение азотных удобрений обоснованно лишь при выпадении достаточного количества осадков и хорошей обеспеченности почвы фосфором.

Фосфор растения поглощают преимущественно в неорганической H₂PO₄^- и в незначительном количестве в форме HPO₄^-. Фосфор в растениях содержится частью в органических и частью в неорганичеких соединениях доля органического фосфора в молодых частях растений всегда выше, чем в старых.

Растения при недостатке фосфора позднее цветут и созревают. Обменные реакции фосфора в почве регулируются многими факторами. Прежде всего влияет значение рН — от 7 и ниже. Передвижение фосфатов в почве очень медленное.

Фосфорные удобрения разделяются по их растворимости. Из используемых ранее в хозяйстве — двойной суперфосфат — относится к легкорастворимым. Но в последнее время двойной суперфосфат не применяется из-за того, что производства его в Ставропольском крае нет, а доставка из других регионов затруднена, так же как и калийных удобрений.

В хозяйстве используются сложные удобрения — аммофос (N₁₀P₂O₅ — 45), нитроаммофоска (N₁₇P₁₇K₁₇). Сложные удобрения получают в едином технологическом цикле в результате химического взаимодействия исходных компонентов. Их главная особенность — наличие в каждой молекуле и грануле двух или трех питательных элементов. Один из важных показателей качества сложных удобрений — растворимость питательных компонентов, входящих в состав, в воде и в других растворах. Полностью водорастворимые удобрения наиболее универсальны и обладают высокой эффективностью в посевах любых культур и на всех почвах.

Результаты агрохимических исследований показывают, что под воздействием удобрений происходят положительные сдвиги в накоплении подвижных форм фосфатов. Для планомерного повышения запасов P₂O₅ в почве разработаны нормативы потребности фосфорных удобрений на повышение содержания подвижного фосфора на 1 мг/кг и доведение его количества до оптимального значения (30 мг/кг почвы).

Фосфорные удобрения вносятся под основную обработку и при посеве в рядки.

Основное и допосевное внесение удобрений производится сплошным рассевом до посева высеваемой культуры с заделкой в почву при вспашке или культивации.

Основным оно называется потому, что в нем дается основное количество удобрений, предназначенное для данного поля, обычно вносится большая часть минеральных удобрений и полностью органические.

Припосевное внесение удобрений в рядки производится при посеве семян. Главная задача припосевного внесения состоит в том, чтобы обеспечить растения элементами питания в первый период роста после прорастания семян. Этим способом вносятся небольшие дозы удобрений.

Калий поглощается растениями как катион корнями из почвенного раствора или поглощающего комплекса. Калий участвует в энергетическом и углеводном обмене, регулирует степень оводненности коллоидных систем клетки, способствует поглощению воды и снижает транспирацию, повышает морозоустойчивость, засухоустойчивость, усиливает накопление крахмала в клубнях картофеля.

При недостатке калия у зерновых культур возрастает склонность к полеганию.

В хозяйстве из калийных удобрений использовались хлористый калий (60%) и калийная соль (40%). В настоящее время эти удобрения не используются из-за того, что затруднена доставка в Грачевский район. Поэтому используются сложные удобрения — нитроаммофоска, азофоска, которые содержат калий 16 — 23%. Как основные, так и дополнительные компоненты калийных удобрений легко растворимы в воде.

Калийные удобрения вносят только под основную обработку, так как дробное их внесение не дает никаких преимуществ перед основным.

Минеральные удобрения оказывают влияние на степень развития и распространенность болезней сельскохозяйственных культур. При избытке азота развивается ржавчина, мучнистая роса. В этом случае необходимо применять калий.

Если у растений повреждена корневая система, то используются фосфор и азот.

Бактерии развиваются лучше на щелочных почвах. Подкисление почвы уменьшает поражаемость растений.

В данном севообороте больше всего болезней будет распространено на 3 и 8 полях севооборота (озимая пшеница второй год).

2.4 Совместное применение средств химизации в севообороте Совместное применение органических, минеральных удобрений и средств защиты растений с учетом биологических особенностей растений и болезней и действие их на сельскохозяйственные растения в севообороте.

В данном севообороте средства химизации будут применяться в основном под озимую пшеницу и картофель, как более экономически выгодные культуры и как более подверженные болезням.

Как уже указывалось, на поле № 2 (озимая пшеница) будет внесен компост, следовательно, на этом поле в первый год из минеральных удобрений будет использоваться только фосфорные удобрения при посеве. На этом поле возможно применение гербицидов весной (апрель), т.к. не все семена сорняков могут погибнуть во время хранения навоза.

И как обязательный прием — обработка семян перед севом фунгицидами, припосевное внесение фосфорных удобрений, подкормка растений весной (март) азотными удобрениями и борьба с болезнями растений фунгицидами по флаговому листу. В фазу — налив зерна — обработка против клопа — вредная черепашка.

На поле № 4 (картофель) — обработка семян перед посадкой фунгицидами, обработка против колорадского жука до цветения растений.

2.5 Использование микроудобрений Одним из факторов, обуславливающих повышение эффективности удобрений, является применение микроэлементов, значение которых по мере увеличения урожаев сельскохозяйственных культур возрастает. Микроэлементы — это элементы, содержание которых в растениях выражается тысячными и стотысячными долями процентов.

Применение микроэлементов в комплексе с другими средствами химизации: минеральными удобрениями, инсектицидами, фунгицидами и гербицидами — технологически несложно, эффективно, не требует больших затрат.

В течение вегетационного периода потребность растений в микроэлементах меняется. В существенной мере это зависит от обеспеченности их азотом, фосфором, калием.

Результаты обследования почв СП имени Калинина ООО ПК «Дон» показали, что наибольший эффект должно дать применение цинковых, кобальтовых и медных микроудобрений на продуктивность озимой пшеницы совместно с применением макро-, микроэлементов, пестицидов.

Роль меди в жизни растений специфична. Она не может быть заменена каким-либо другим элементом.

Исследования свидетельствуют о существовании значения обеспеченности растений медью при проведении подкормок азотными удобрениями.

Медь повышает устойчивость растений к грибным и бактериальным заболеваниям: у зерновых — к различным видам головни, у картофеля — к бурой пятнистости, фитонекрозу, черной ножке.

Физиологическая роль цинка в растениях многообразна. Он входит в состав более 30 ферментов, оказывает значительное влияние на окислительно-восстановительные процессы, скорость которых при его недостатке снижается. Дефицит цинка ведет к нарушению процессов превращения углеводов. Значение цинка для роста растений связано с его участием в азотном обмене.

Исследования, проведенные в разных почвенно-климатических условиях, свидетельствуют о влиянии цинка на утилизацию фосфора растениями. Цинк влияет также на поступление фосфора в корни растений и на транспорт его в их надземные органы.

Применение цинка с учетом содержания подвижных соединений его в почве и отзывчивости растений способствует снижению плесневения семян зерновых культур. Уменьшению повреждения их почвенными вредителями.

Установлено, что повышенный уровень азотно-фосфорного питания, высокие дозы фосфорных удобрений или повышение содержания в почве подвижного фосфора увеличивают потребность в цинковых удобрениях.

Кобальт придает сельскохозяйственной продукции диетическую ценность. При его недостатке снижается доля витамина В₁₂, который служит надежным средством борьбы с малокровием у людей.

В качестве удобрения кобальт применяется и для обогащения кормовых культур. Отмечено накопительное действие кобальта на продуктивность бобовых, ячменя, картофеля. Положительное действие кобальта в первую очередь проявляется при достаточном обеспечении всеми остальными элементами питания.

Отзывчивость озимой пшеницы на применение микроэлементов подтверждается многими исследованиями, проведенными в разных почвенно-климатических условиях.

В совхозе «Урунский» Краснодарского края внекорневая подкормка озимой пшеницы Безостая 1 раствором сернокислого цинка на площади 100 га обеспечила прибавку урожая 4,0 ц/га. Концентрация удобрения 0,2 г на 1 литр воды, расход раствора 100 л/га (В.О. Родин, 1964).

В 1996 г. в Изобильненском районе посевы озимой пшеницы были обработаны раствором ZnSO₄ в дозе 0,35 кг/га на площади 20 тыс.га. прибавка урожайности варьировала от 2,0 до 4,3 ц/га зерна.

В 2001 г. в СХП «Бешпагир» Грачевского района в производственном опыте изучалось влияние весенней подкормки растений озимой пшеницы смесью цинка (200 г/га) и магния (100 г/га) на различных фонах минеральных удобрений. Размер прибавки урожайности изменялся от нуля в варианте с припосевным внесением нитроаммофоски (0,5 ц/га в физ. весе) до и аммиачной селитры под предпосевную культивацию (1,8 ц/га в физ. весе) до 3,5 ц/га в варианте с припосевным внесением нитроаммофоски (0,5 ц/га в физ. весе) и основным внесением нитроаммофоски (4 ц/га в физ. весе) под вспашку.

В данном сельхозпредприятии наиболее доступными приемами применения микроудобрений являются: припосевная обработка семян путем сочетания микроэлементов и фунгицидов; борьба против болезней по флаговому листу озимой пшеницы в сочетании фунгицидов и микроэлементов.

В данном севообороте такие обработки (цинком и медью) планируются на полях озимой пшеницы № 2, 3, 7, 8.

На поле № 4 (картофель) планируется обработка растений кобальтом совместно с инсектицидами.

2.6 Рекомендации по химической мелиорации почв Коренное улучшение солонцовых почв является важной частью общей программы комплексного агрохимического окультуривания полей, так как эти почвы отличаются неблагоприятными химическими и агрофизическими свойствами. Как правило, это почвы тяжелого механического состава. В сухом состоянии очень плотные, глыбистые, а во влажном — сильно вязкие и заплывающие. Низкая напористость и водопроницаемость ухудшает развитие растений. Солонцовые земли медленно просыхают, что сильно ограничивает сроки их обработки. Обладая крайне неблагоприятными химическими и агрофизическими свойствами, солонцовые почвы создают большие трудности для земледельцев при возделывании сельскохозяйственных культур. Оптимальный срок их обработки очень мал, так как из влажных и залипающих они быстро переходят в сухие и твердые.

Основным способом мелиорации солонцовых почв остается химический, основанный на внесении кальций содержащих материалов для увеличения отношения обменного кальция к магнию и натрию. Этот прием эффективен при среднегодовом количестве осадков не менее 400 мл. так как в СП миени Калинина ООО ПК «Дон» содержание натрия в почвенном поглощающем комплексе невысокое и составляет 1,7 — 2,3% от суммы поглощенных оснований, коренная мелиорация нецелесообразна. Но для понижения накопления щелочных солей в севообороте планируется внесение навоза, соломы компостов.

3. Проектирование системы удобрения сельскохозяйственных культур севооборота

3.1 Значение и задачи системы удобрения Система удобрения — это есть долговременный план химизации земледелия, предусматривающий повышения плодородия почвы, урожайности всех сельскохозяйственных культур и улучшения качества продукции, рост производительности труда на основе осуществления комплекса принципов и мероприятий по рациональному использованию средств химизации в земледелии (Агеев, 2001).

Оптимальная система удобрений решает следующие задачи выравнивания плодородия почвы в хозяйстве; повышение урожайности сельскохозяйственных культур и улучшение качества растениеводческой продукции; обеспечение роста производительности труда.

Система удобрения базируется на следующих основополагающих принципах: физиолого-биологические особенности или внутренние условия питания сельскохозяйственных культур; почвенно-климатические условия как внешние факторы питания растений; способы удобрения, виды, формы, сроки применения средств химизации; сочетание органических и минеральных удобрений; организационно-экономические и хозяйственные мероприятия.

Рациональная система удобрения при оптимальном размещении туков предполагает снижение норм удобрений, увеличение частоты внесения, более эффективное использование почвенных запасов элементов питания, сбалансирование мобилизации и иммобилизации, гумификации и минерализации органического вещества.

На долю удобрений приходится 47% суммарного эффекта от приемов мобилизации плодородия, что касается доли в суммарном эффекте взаимодействия факторов, то она равняется сумме эффектов от почвообработки, предшественников и достигает 19% или 60 — 65% прибавки приходится на долю системы удобрений после колосовых предшественников и около 50% - после бобовых и их смесей со злаковыми (занятой пар).

3.2 Определение потребности растений в элементах питания Основу эффективности минеральных удобрений составляют дифференцированные с учетом почвенно-климатических и других факторов и рассчитанные в зависимости от них дозы для их внесения.

Для определения оптимальных доз азотных удобрений используются данные по выносу азота урожаем и компенсации выноса этого элемента за счет удобрений с учетом предшественников или биологических особенностей культуры.

Дозы фосфорно-калийных удобрений устанавливаются по уровню планируемого урожая и обеспеченности почвы подвижным фосфором и обменным калием. Обобщение большого количества исследований, проведенных в крае, позволило установить следующую закономерность: чем хуже почва обеспечена подвижным фосфором и обменным калием, тем выше должны быть дозы удобрений, а, следовательно, и компенсация выноса этих элементов за счет удобрений. Такой вывод обосновывает первоочередное обеспечение повышенными дозами удобрений полей с низким плодородием. Отдача от них здесь будет самой высокой.

С повышением плодородия дозы удобрений снижаются, что позволяет перейти на систему удобрений в звеньях севооборотов с широким использованием рядкового фосфорного удобрения.

Для почв с низкой обеспеченностью подвижным фосфором компенсация выноса урожаем фосфора должна быть не менее 150%(1,5). При достижении содержания подвижного фосфора в почве более 30 мг/кг, дозы фосфорных удобрений должны компенсировать вынос фосфора урожаем. Коэффициент компенсации 1,0. такой подход обеспечивает поддержание бездефицитного баланса фосфора в почве и гарантирует получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур. При обосновании размеров компенсации выноса урожаем калия принято, что при хорошей обеспеченности почв этим элементом питания, калийные удобрения планируются на звено севооборота Таблица 5- Вынос элементов питания планируемым урожаем сельскохозяйственных культур

3.3 Определение норм минеральных удобрений Количество питательных веществ, необходимое для создания урожая, определяют с помощью данных по выносу элементов питания урожаем, коэффициентов использования растениями их из почвы и удобрений, последствием удобрений, внесенных под предшествующую культуру.

Наиболее приемлемым методом для обоснования доз удобрений на планируемый урожай считается формула, предложенная ВИУА:

где — норма удобрения, N, P₂O_5, K₂O кг/га;

— вынос определенного элемента урожаем сельскохозяйственной культуры, кг/га;

— запас питательного вещества, кг/га;

— коэффициент использования питательных веществ из почвы, %;

— коэффициент использования питательных веществ из минеральных удобрений, %.

Запас питательных веществ рассчитывается по формуле:

где — запас элемента питания, кг/га;

— содержание элемента питания в почве, мг/кг;

— глубина обрабатываемого слоя, см;

— объемная масса почвы, г/см³.

Коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений () берутся из приложения 4, 5, 6.

Расчет:

Потребность в минеральных удобрениях.

Поле № 1.

Сразу после уборки овса с горохом на корм внесли органические удобрения (компост по 43 т/га). При этом внесено на 1 га N — 215 кг, P₂O₅ — 107 кг_, K₂O — 258 кг, так как в 1 тонне навоза содержится 5 кг азота, 2,5 кг — P₂O₅ и 6 кг K₂O.

Поле № 2.

Потребность в азоте под озимую пшеницу с урожайностью 45 ц/га составляет 171 кг/га.

кг/га,

, ,

вынос азота 1 ц зерна — 3,5 кг, глубина пахотного горизонта — 20 см, объемная масса почвы — 1,25 г/см³, запас азота 30 мг/кг почвы.

Но с учетом внесенных органических удобрений, внесение азота не требуется:

по азоту: 171 кг — 215 кг = - 44 кг, т. е. азот органических удобрений перекрывает потребность озимой пшеницы на данном поле.

Потребность в фосфоре озимой пшеницы с урожайностью 45 ц/га составляет 115 кг/га:

кг/га,

, ,

вынос фосфора 1 ц зерна — 1 кг, запас фосфора в почве — 22 мг/кг почвы. Но с учетом внесенных органических удобрений потребность в фосфоре составит: 115 — 107 = 8 кг/га.

Потребность в калии под озимую пшеницу с урожайностью 45 ц/га составляет 83 кг/га:

кг/га,

, ,

вынос калия 1 ц зерна — 2 кг, запас K₂O в почве — 322 мг/кг почвы.

С учетом внесенных органических удобрений внесение калия не требуется: 83 кг — 258 кг = - 175 кг.

Поле № 3 (озимая пшеница, урожайность 39 ц/га).

Потребность в азоте — 168 кг/га:

кг/га,

, ,

вынос 1 ц зерна — 3,5 кг азота, запас азота в почве — 15 мг/кг почвы.

Потребность в фосфоре — 85 кг/га:

кг/га,

, ,

вынос фосфора 1 ц зерна — 1 кг запас фосфора в почве — 22 мг/кг почвы, глубина пахотного горизонта 20 см, объемная масса почвы — 1,25 г/см³.

Потребность в калии — 63 кг/га:

кг/га,

, ,

вынос калия 1 ц зерна — 2 кг, запас K₂O в почве — 322 мг/кг почвы.

Поле № 7.

Расчеты такие же, как и на поле № 2, но без поправки неорганические удобрения.

Поле № 8.

Расчеты такие же, как и по полю № 3, но без поправки на органические удобрения.

3.4 Размещение удобрений в севообороте Ведущей культурой в данном севообороте является озимая пшеница. Она занимает 4 поля, или 600 га.

Всего обеспеченность минеральными удобрениями (N, P, K) составляет 80 кг/га. Общее количество питательных веществ на гектар севооборотной площади составляет 80 кг/га Ч9 полей = 720 кг/га.

Таблица 6- Размещение удобрений и средств защиты растений в севообороте

3.5 Обоснование разработанной системы удобрения При распределении удобрений в севообороте при недостатке их в хозяйстве выделена ведущая культура — озимая пшеница. Основное удобрение вносится на два поля (3 и 8) севооборота.

Таблица 7- Обоснование сроков, способов и доз удобрений, рекомендуемых к применению в севообороте

На каштановых почвах главное внимание уделено средней дозе полуперепревшего навоза под основную обработку почвы (№ 1). Основное удобрение дополняется припосевным. Эффе5ктивность подкормок после внесения навоза невысока (поле № 2).

При большой потребности в азоте его целесообразно вносить под одну из допосевных культиваций (на поля № 3 и № 8).

Для повышения качества зерна озимой пшеницы планируется внекорневая подкормка раствором карбамида (поле № 7).Фосфор играет существенную роль в формировании корневой системы в критический период (первые две недели после появления всходов), когда корневая система молодых растений еще развита слабо, охватывает сравнительно небольшой объем почвы. Поэтому рядковое (припосевное) удобрение — неотъемлемое звено регулирования питания растений. Доза фосфора в это время составляет P 10 — 20. Применение более высоких доз может привести к угнетению корневой системы и снижению эффекта от этого приема. Максимальное потребление питательных веществ, как привило, совпадает со временем интенсивного накопления биомассы. В это время сельскохозяйственные культуры потребляют большую часть питательных веществ.

Удовлетворяет потребности растений в питательных веществах в этот период допосевное (основное) удобрение. До посева вносят 2/3 — 2/4 нормы удобрения. С осени вносят фосфорные и калийные удобрения.

При недостаточном внесении основного удобрения для усиления питания в наиболее важные периоды, а также для улучшения качества продукции проводят подкормки. На озимой пшенице в производстве получим распространение ранневесенние, весенние и поздние подкормки удобрениями.

3.6 Расчет насыщенности 1 га севооборота удобрениями Таблица 8- Обеспеченность сельскохозяйственных культур элементами питания

3.7 Расчет годовой потребности севооборота в минеральных удобрениях Таблица 9- Годовая потребность в минеральных удобрениях

Аммиачная селитра содержит 34,6% д.в., следовательно, в 1 ц. ее содержится 34,6 кг азота, а в х центнерах аммиачной селитры содержится:

1. поле № 3: 92 кг Ч 1:34,6 = 2,66 ц Ч 150 га = 399 ц

2. поле № 8: 99 кг Ч1:34,6 = 2,86 ц Ч 150 га = 429 ц всего требуется аммиачной селитры 828 ц или 82,8 тонн.

Карбамид содержит 46% азота, в х ц карбамида содержится 30 кг, х=30 Ч Ч1:46 = 0,65 ц Ч 150 га = 97,5 ц = 9,75 т.

Аммофос содержит 10% д.в. азота и 45% д.в. фосфора. В 1 ц аммофоса содержится 10 кг азота и 45 кг фосфора. Расчет количества аммофоса будет вестись по содержанию фосфора: в 1 ц аммофоса содержится:

поле № 1. 20 Ч 1:45 = 0,44 ц Ч 150 га = 66 ц = 6,6 т;

поле № 2. 10 Ч 1:45 = 0,22 ц Ч 150 га = 33 ц = 3,3 т;

поле № 3. 45 Ч 1:45 = 1 ц Ч 150 га = 150 ц = 15 т;

поле № 4, № 5, № 6, № 7, № 8. 100 Ч 1: 45 = 2,22 ц Ч 750 га = 1665 ц = 166,5 т;

поле № 9. 18 Ч 1:45 = 0,4 ц Ч 150 га = 60 ц = 6 т.

Итого аммофоса — 197,4 т.

Нитроаммофоска содержит азота 17%, фосфора — 17%, калия — 17%.

В 1 ц нитроаммофоски содержится азота — 17 кг, фосфора — 17 кг, калия 17 кг. Расчет количества нитроаммофоски будет вестись по содержанию фосфора:

В 1 ц нитроаммофоски содержится 17 кг фосфора, в х ц нитроаммофоски содержится 65 кг фосфора:

Х = 65 Ч 1:17 = 3,82 ц Ч 15 га = 573 ц = 57,3 т.

Итого нитроаммофоски — 57,3 тонны.

3.8 Определение площади склада для хранения минеральных удобрений Таблица 10- Расчет потребной площади склада для хранения минеральных удобрений

Для расчета площади склада годовую потребность в удобрениях в физическом весе умножают на объем тонны удобрения и устанавливают объем всего количества. Объем отдельного удобрения делят на высоту его укладки и определяют потребную площадь пола помещения. Учитывая неоднократную оборачиваемость удобрений в системе «склад — поле», полученную площадь делят на 2, т. е. на принятую минимальную оборачиваемость склада.

4. Баланс питательных веществ в севообороте Баланс — это математическое выражение круговорота питательных веществ в севообороте, земледелии хозяйства, района, края и более крупных регионов. Определяется он как разность между приходом в почву элементов питания с удобрениями и их расходом урожаем.

Таблица 11. Общий баланс питательных веществ в севообороте кг/га

Фиксация азота бобовыми культурами определяется на основе его среднего накопления (горох 60 — 70 кг/га, эспарцет 80 — 100 кг/га) на число полей в севообороте.

Интенсивность баланса показывает степень возврата питательных веществ и определяется по формуле:

Х = П/Р*100,

где: Х — интенсивность баланса, %; П — приход, кг/га; Р — расход (вынос с планируемым урожаем), кг/га.

Общий баланс питательных веществ в севообороте положительный +413,5, т. е. идет накопление их в почве.

По азоту интенсивность баланса составляет 100%, по фосфору 176, по калию 129,3.

При повышении плодородия почвы будет расти и урожайность сельскохозяйственных культур, следовательно, на будущие годы возможно планирование более высокой урожайности и увеличение внесения азотных удобрений, а фосфорные и калийные уменьшить.

5. Определение агроэкономической эффективности применения удобрений В последнее время цены на сельскохозяйственную продукцию, удобрения, другие средства производства постоянно меняются. Существующий диспаритет цен между сельскохозяйственной продукцией и промышленными товарами не позволяет объективно оценить экономическую эффективность производства культур в зависимости от удобрений на основе традиционных показателей. Поэтому расчет окупаемости 1 кг NPK ведется на дополнительно полученный урожай.

Таблица 12- Агроэкономическая эффективность удобрений в рекомендуемой системе удобрений